專利名稱：一種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿脫銷方頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種旋挖機鉆孔裝置，特別涉及一種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿脫銷方頭。
背景技術(shù)：
針對本人先前所呈報的“申請?zhí)枮?01120033010 . 7 —種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿，申請?zhí)枮?01120160621.8 —種旋挖機用自動脫銷新型內(nèi)芯鉆桿及申請?zhí)枮?01120544807. 3”一種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿外脫銷方頭的發(fā)明，其設(shè)計特點是在方頭內(nèi)脫銷活塞的脫銷行程區(qū)域里，通常情況下是靠充入高壓氣控制和穩(wěn)固活塞，保證活塞趨于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，其缺點是1、氣流分配閥密封處理工藝難度較大；2、出現(xiàn)漏氣不易被發(fā)現(xiàn)，需要經(jīng)常認真檢查，如果檢查不到位，可能導致運用失敗。為解決這個問題，新的設(shè)計方案是1、脫銷行程區(qū)域里用液壓油代替高壓氣體；2、取消脫銷裝置與真空區(qū)域(以下改稱泄壓區(qū)域)之間的氣流分配閥；3、在泄壓區(qū)域里用彈力頂桿封堵脫銷行程區(qū)域與泄壓區(qū)域的連接孔；4、直接在泄壓區(qū)域里設(shè)置活塞系統(tǒng)用以推移彈力頂桿開啟泄壓區(qū)域與脫銷行程區(qū)域的連接通道。

實用新型內(nèi)容一種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿脫銷方頭，方頭內(nèi)設(shè)脫銷裝置由變徑缸、變徑活塞及泄壓區(qū)域組成，其特征是直接在鉆桿方頭上沿水平方向鏜制變徑缸，缸的擴徑端口與缸呈啞鈴狀，在缸內(nèi)中截面處設(shè)榫頭，使缸孔道分成左右對稱兩部分，缸內(nèi)兩個相同變徑活塞之小活塞端頭呈反方向?qū)ΨQ安裝，榫頭將兩活塞端面隔開形成變徑活塞尾端進氣空間，在缸兩變徑端口所安裝的密封蓋上設(shè)銷軸孔及小活塞套口并與小活塞形成密封滑動型組合，銷軸孔直徑大于小活塞套口直徑，銷軸孔的內(nèi)底面與小活塞頂面平齊，變徑活塞在缸內(nèi)活動區(qū)域為變徑活塞推動銷軸的脫銷行程區(qū)域，方頭內(nèi)泄壓區(qū)域空間剖面呈臺階狀，以臺階側(cè)壁為入口橫向鏜缸，缸底設(shè)榫頭使內(nèi)置活塞與缸底形成隔離空間，該空間與來自鉆桿體內(nèi)的導氣管及變徑活塞尾端進氣空間呈管路連通，在臺階底級平面上設(shè)楔形凹槽，凹槽在缸口正下方，楔形尾端面在臺階側(cè)壁上，凹槽傾斜底面與臺階側(cè)壁夾銳角，在凹槽傾斜底面上開孔道，與脫銷行程區(qū)域連通，通過凹槽傾斜底面與泄壓區(qū)域頂壁之間的彈力頂桿之底座封堵凹槽傾斜底面上的孔道口，彈力頂桿與泄壓區(qū)域頂壁呈鉸接狀態(tài)，能轉(zhuǎn)動但不能位移，彈力頂桿與其深入凹槽內(nèi)的底座呈球形鉸接狀態(tài)，彈力頂桿長度可伸縮，彈力頂桿與缸內(nèi)活塞接觸，活塞受力向外位移時，推動彈力頂桿底座所在一端位移，使凹槽底孔道開啟，泄壓區(qū)域與脫銷行程區(qū)域連通。通過在銷軸孔底端安置強磁片使銷軸與方頭連在一起。

，圖示I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意及工作原理圖；圖2是彈力頂桿底座受力分析簡化圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明I、如圖示I示本實用新型是直接以鉆桿方頭為基本體鏜設(shè)變徑缸，缸擴徑端口與缸呈啞鈴狀，在缸的中截面處設(shè)居中分隔榫頭13，變徑活塞安裝在缸內(nèi)后，其小活塞為外指向，居中分隔榫頭13將兩變徑活塞隔開形成進氣空間，缸的兩擴徑端口安裝密封蓋9，在密封蓋9上設(shè)銷軸孔及小活塞套口，小活塞套口與小活塞形成密封滑動型組合，銷軸孔直徑大于小活塞套口直徑，小活塞頂端與銷軸孔底端平齊，變徑活塞在缸內(nèi)活動區(qū)域為脫銷行程區(qū)域10和14。 2、方頭內(nèi)泄壓區(qū)域I所在空間剖面呈臺階狀，以臺階側(cè)壁為入口橫向鏜缸，缸底設(shè)榫頭并內(nèi)置活塞6，榫頭使活塞與缸底間形成隔離空間，該空間與來自鉆桿體內(nèi)的導氣管15及變徑活塞尾端進氣空間呈管路連通，在與缸口對應(yīng)位置的臺階底級平面上設(shè)楔形凹槽，凹槽在缸口正下方，楔形尾端面在臺階側(cè)壁上，凹槽傾斜底面與臺階側(cè)壁夾銳角，凹槽楔形頂端面為彈力頂桿4的限位臺階5，凹槽傾斜底面開孔道，與脫銷行程區(qū)域通過管路7和管路8連通，凹槽傾斜底面與泄壓區(qū)域頂壁之間安裝彈力頂桿4，用其底座封堵凹槽傾斜底面上的孔道口，彈力頂桿4與泄壓區(qū)域頂壁鉸接，可轉(zhuǎn)動但不能位移，與其底座呈球形鉸接以確保底座總與凹槽底面緊密接觸，彈簧使彈力頂桿4的長度可伸縮，當活塞6受來自導氣管15的高壓氣作用向外位移時，活塞6推動彈力頂桿4底座所在一端沿凹槽底面向上位移，彈力頂桿4之底座與限位臺階5接觸時，凹槽底面孔道開啟，泄壓區(qū)域與脫銷行程區(qū)域連通，脫銷行程區(qū)域10和14內(nèi)液壓油向泄壓區(qū)域I內(nèi)排泄，同時由于限位臺階5的存在，活塞6的位移受限制，活塞6仍居于缸內(nèi)，使導氣管15所在管路(圖I示該管路與管路7交叉但不連通)仍與泄壓區(qū)域I呈隔絕狀態(tài)，只有脫銷裝置之變徑活塞被氣壓推移實現(xiàn)脫銷。3、設(shè)計泄壓區(qū)域容積的理論依據(jù)1、定義脫銷行程區(qū)域容積用Vl表示，2、定義泄壓區(qū)域容積用V表示，氣壓按工作場地氣壓或標準大氣壓(0. 10336MPa)計，用P表示，3、在相同溫度狀態(tài)下，按理想氣態(tài)方程有=PXV=定值，4、當方頭處于脫銷狀態(tài)時，由于液壓油具有不可壓縮性，則泄壓區(qū)域容積變?yōu)?V-Vl)，最大氣壓也只能與鉆桿桿體內(nèi)氣壓(按近似等壓傳遞，用Pl表示)相同，則PXV = PlX (V-Vl)，從而V = Vl XPl/(Pl-P)JgSPl為 0. 7MPa，則 V=L 173 X VI。由以上分析說明，在確定了鉆桿桿體內(nèi)預(yù)儲高壓氣的氣壓后，當方頭內(nèi)泄壓區(qū)域容積滿足V > Vl XPl/(Pl-P)條件下，再將泄壓區(qū)域內(nèi)空氣抽之稀薄，就完全能滿足方頭自動脫銷的條件，這是確定泄壓區(qū)域容積大小的重要依據(jù)。4、彈力頂桿4的底座受力分析如圖示2示假定彈力頂桿4之底座所在凹槽傾斜底面與活塞6所在臺階側(cè)面夾角為75°，則凹槽傾斜底面傾斜坡度為15°，在忽略彈力頂桿4和其底座自重及彈力頂桿4繞泄壓區(qū)域頂壁鉸接點轉(zhuǎn)動的情況，同時底座與凹槽坡面視為光滑無摩擦，泄壓區(qū)域完全真空狀態(tài)，從而底座受力可簡化為垂直向下的彈力f、活塞水平推力F及與凹槽底面垂直的反力，顯然，當?shù)鬃幱诜€(wěn)定狀態(tài)時，F(xiàn)與f在斜坡上的分力相等，即f X sinl5° = FXcosl5°則F = fXtanl5° ,假定活塞6的直徑為3厘米,則活塞頂端面積為I. 5X1. 5X3. 14 = 7. 06平方厘米，在正常工作狀態(tài)下活塞6與缸底空間近似為常壓，即0. 10336MPa，也就是每平方厘米為I. 0336公斤的力，活塞受力F = 7. 3公斤，f = 27. 24公斤，當要開啟脫銷系統(tǒng)，活塞6受來自鉆桿桿體內(nèi)的高壓氣體作用時，假定氣壓為0. 7MPa，則F = 49. 42公斤，f = 184. 44公斤，這就說明只要在27. 24公斤與184. 44公斤范圍之內(nèi)選擇運用彈力f 適中的彈簧，就能保證泄壓區(qū)域與脫銷行程區(qū)域之間孔道的密封與開啟，這種分析是本設(shè)計中確定彈簧彈力范圍的重要力學依據(jù)。5、本實用新型的使用方法
I)首先將變徑活塞系統(tǒng)及其擴徑端口密封蓋9安裝好。2)使鉆桿在豎直狀態(tài)下給脫銷行程區(qū)域10和14里注液壓油，直到液壓油從脫銷行程區(qū)域與泄壓區(qū)域的連接孔向泄壓區(qū)域溢出為液壓油注滿標志。3)通過泄壓區(qū)域側(cè)口安裝活塞6及彈力頂桿4，然后再安裝泄壓區(qū)域封堵蓋2。4)為更有利于泄壓、脫銷，可通過封堵蓋2上的氣芯3將泄壓區(qū)域I內(nèi)空氣抽之稀薄，就可投入使用。5)、脫銷裝置安裝好以后，通過在銷軸孔底端安置強磁片12使帶柄銷軸11與方頭
連在一起。6)當出現(xiàn)卡鉆、埋鉆事故，需要自動脫銷時，則迅即打開鉆桿吊端氣閥，高壓氣流進入方頭內(nèi)，活塞6推動彈力頂桿4轉(zhuǎn)動，開啟泄壓區(qū)域I與脫銷行程區(qū)域10、14通道，液壓油向泄壓區(qū)域排泄，同時高壓氣推動變徑活塞位移從而實現(xiàn)脫銷。本實用新型的先進性I、在脫銷行程區(qū)域內(nèi)利用非彈性介質(zhì)亦即液壓油，使脫銷裝置內(nèi)變徑活塞更易穩(wěn)固，同時解決了密封工藝上的難題，能使設(shè)備的運行更加安全可靠。2、取消了方頭內(nèi)原設(shè)計方案中的氣流分配閥，使方頭更加簡化、更方便制造。
權(quán)利要求1.一種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿脫銷方頭，方頭內(nèi)設(shè)脫銷裝置由變徑缸、變徑活塞及泄壓區(qū)域組成，其特征是直接在鉆桿方頭上沿水平方向鏜制變徑缸，缸的擴徑端口與缸呈啞鈴狀，在缸內(nèi)中截面處設(shè)榫頭，使缸孔道分成左右對稱兩部分，缸內(nèi)兩個相同變徑活塞之小活塞端頭呈反方向?qū)ΨQ安裝，榫頭將兩活塞端面隔開形成變徑活塞尾端進氣空間，在缸兩變徑端口所安裝的密封蓋上設(shè)銷軸孔及小活塞套口并與小活塞形成密封滑動型組合，銷軸孔直徑大于小活塞套口直徑，銷軸孔的內(nèi)底面與小活塞頂面平齊，變徑活塞在缸內(nèi)活動區(qū)域為變徑活塞推動銷軸的脫銷行程區(qū)域，方頭內(nèi)泄壓區(qū)域空間剖面呈臺階狀，以臺階側(cè)壁為入口橫向鏜缸，缸底設(shè)榫頭使內(nèi)置活塞與缸底形成隔離空間，該空間與來自鉆桿體內(nèi)的導氣管及變徑活塞尾端進氣空間呈管路連通，在臺階底級平面上設(shè)楔形凹槽，凹槽在缸口正下方，楔形尾端面在臺階側(cè)壁上，凹槽傾斜底面與臺階側(cè)壁夾銳角，在凹槽傾斜底面上開孔道，與脫銷行程區(qū)域連通，通過凹槽傾斜底面與泄壓區(qū)域頂壁之間的彈力頂桿之底座封堵凹槽傾斜底面上的孔道口，彈力頂桿與泄壓區(qū)域頂壁呈鉸接狀態(tài)，能轉(zhuǎn)動但不能位移，彈力頂桿與其深入凹槽內(nèi)的底座呈球形鉸接狀態(tài)，彈力頂桿長度可伸縮，彈力頂桿與缸內(nèi)活塞接觸，活塞受力向外位移時，推動彈力頂桿底座所在一端位移，使凹槽底孔道開啟，泄壓區(qū)域與脫銷行程區(qū)域連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿脫銷方頭，其特征是在銷軸孔底端安置強磁片使銷軸與方頭呈連接狀態(tài)。
專利摘要一種旋挖機用自動脫銷內(nèi)芯鉆桿脫銷方頭，是直接在鉆桿方頭上鏜制變徑缸，在缸內(nèi)中截面處設(shè)榫頭使缸孔道分成對稱兩部分，缸內(nèi)兩變徑活塞對稱安裝，榫頭將兩變徑活塞隔開形成進氣空間，在缸擴徑端口密封蓋上設(shè)銷軸孔及小活塞套口并與小活塞形成密封滑動型組合，變徑活塞在缸內(nèi)的活動區(qū)域為脫銷行程區(qū)域，方頭內(nèi)泄壓區(qū)域呈臺階狀，在臺階上橫向鏜缸，缸底設(shè)榫頭使缸底和內(nèi)部活塞形成進氣空間，與鉆桿體內(nèi)導氣管及變徑活塞尾端進氣空間呈管路連通，在臺階底級平面上設(shè)楔形凹槽，凹槽底面與臺階側(cè)壁夾銳角，凹槽底面設(shè)孔道與脫銷行程區(qū)域連通，凹槽底面與泄壓區(qū)域頂壁間的彈力頂桿底座坐落在凹槽內(nèi)封堵凹槽底面孔道，活塞推移彈力頂桿能開啟該孔道。
文檔編號E21B17/046GK202441275SQ20122003363
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者崔乘瑞, 支守根, 郭振國, 郭納城 申請人:郭振國