[實用新型]手持水鉆用自動鉆孔器

無效

• 申請號: 200620159869.1
• 申請日: 2006-12-05
• 公開（公告）號: CN201003369Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 陳月輝
• 申請（專利權）人: 陳月輝
• 主分類號: E21B3/00
• 分類號: E21B3/00;B23B45/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型是一種手持水鉆用自動鉆孔器，特別適用于各種手持水鉆配用自動鉆孔器，即可完成鉆孔起始造孔定心，污水收集、支承水鉆重量，承受鉆孔反扭矩保證安全和自動鉆孔任務，它利用鉆筒三點定心輥輪驅動自動給進鉆孔的新方法，用輥輪擺轉一定傾角對鉆筒構成正或反螺旋線，在鉆筒旋轉運動中產生軸向分力，實現自動給進鉆孔或回退，大大提高了手持水鉆的工作效率和使用安全性。

背景技術

本人專利申請號200510102614·1提出了手持水鉆用自動鉆孔器構架，但實踐證明該專利申請存在著所提出的給進驅動輪所繞的擺轉銷軸，其中心線對于輥輪剖面中心線向內偏移e值，目的是要達到取得連續自動給進的維持力，在理論上是有缺陷的，其一由于銷軸中心不在輥輪剖面中心線上，弧面的輥輪在擺轉時正好趨離驅動對象鉆筒的原著力高點，造成正壓力的減小，而另一組從動輪的銷軸設在輥輪剖面中心，沒有控制機構，運動中輥輪的偏轉方向易受外在因素影響而出現不確定性，造成驅動力的混亂，有的輥輪對鉆筒產生給進力，有的輥輪這時卻在給出回退力，嚴重影響了自動鉆孔功能的實現。該專利申請第二個不足之處是要由前后輥輪組承擔水鉆重量，但由于水鉆重心遠離著鉆孔器的中心，這個重量構成一個力臂，嚴重破壞了輥輪對鉆筒夾緊力的均勻性，有的受力過大，有的則出現懸空無法工作。該專利申請第三個不足之處是自動鉆孔的鉆壓，即鉆孔推力的不可操縱性，也就缺少不同鉆孔對象的適用性，這將大大降低它的使用價值。該專利申請的第四個不足之處是提供的浮動卡片快速安裝機構存在著重復使用中浮動卡片在咬卡安裝桿的過程中會迅速咬傷安裝桿，形象地說是不斷刮削安裝桿，很容易失效，沒有耐用性。因此克服手持水鉆應用中的不足之處和專利申請200510102614·1號架構中的不足之處成了本實用新型的主要出發點。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種輕便的手持水鉆用自動鉆孔器，這種自動鉆孔器要求在各種手持水鉆本身不作任何改變的情況下，都可以配備使用，要綜合解決專利申請200510102614·1號手持水鉆用自動鉆孔器構架中的不足之處和提供無級可操作自動給進推力即鉆壓的操作機構，提供新的有效可靠的快速安裝機構，簡化自動鉆孔器設計和減輕自動鉆孔器的重量，使之更加便于攜帶。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是在鉆孔器基座上直接設置輥輪驅動抱定鉆筒給進的自動鉆孔機構，以導軌為基礎設置水鉆吊裝導向滑移和承受反扭矩的水鉆導向導軌總成機構，使自動鉆孔器省掉原專利申請號200510102614·1方案中主要是扶正導向功能的一組后輥輪組，為自動鉆孔器輕型化創造條件。綜合起來手持水鉆用自動鉆孔器由鉆孔器基座，鉆筒三點定心輥輪驅動自動給進機構，水鉆導向導軌總成，鋼球鎖定快速安裝機構，磁力鎖定鉆壓控制及回退操作機構和鉆筒尺寸調節夾緊機構等六部分組成。考慮到自動鉆孔器打貼近天花板的墻頂部位鉆孔時鉆孔器需要倒轉方向安裝，基座上集污腔體的上下兩個方向都開有排污接頭插口，在基座貼墻面的集污腔沿口裝隔倉式密封墊，鉆空調孔需前傾5度的孔則基座與墻面之間附加前傾斜墊板，斜墊板上設密封墊同樣的裝卡止口，卡在基座集污腔沿口上，而隔倉式密封墊則前移裝到斜墊板與墻面間的密封墊止口上，為了盡量簡化自動鉆孔器的機構設計，提高結構鋼性減輕重量，本自動鉆孔器在基座體上的正面用懸臂短軸直接裝一組鉆筒三點定心輥輪驅動自動給進機構，鉆筒三點定心輥輪驅動自動給進機構由二組定位輥輪軸組，一個鉆筒尺寸調節夾緊機構和裝在調節夾緊機構上的夾緊輥輪軸組組成，鉆筒尺寸調節夾緊機構，在調節設定某一個鉆筒規格后，對鉆筒的快速操作夾緊或松開以便出取鉆筒是由翻轉夾緊操作簧實現的。具體是在基座集污腔壁下部左右以β夾角布置分別裝定位輥輪軸組，為了滿足常用鉆筒尺寸變化的適應性，β夾角其值在70°～80°之間，在基座集污腔上方的β夾角中心線上，設置一個垂直于基座正面的夾緊調節機構安裝立板，在立板的安裝孔中裝由夾緊調節機構體、調節座、調節提環、下法蘭、上法蘭、復位壓簧、夾緊操作簧、拉桿螺絲等組成的鉆筒尺寸調節夾緊機構，而夾緊輥輪軸組又是通過夾緊軸總成的伸縮導桿伸入夾緊調節機構體的導桿伸縮腔中并和調節座上的調節螺桿相連，夾緊輥輪軸組則隨夾緊調節機構而動，在基座體裝鉆筒尺寸調節夾緊機構偏轉一個避讓角度，一般約15°的中心線的基座向上延伸的端部，裝垂直于基座的水鉆導向導軌總成，水鉆導向導軌總成由矩形截面的導軌、輥輪滑架、輥輪、輥輪軸和懸吊于輥輪滑架下面的水鉆吊裝調節機構等組成，它承擔水鉆的鉆孔導向，水鉆重量的懸吊，水鉆高度，水鉆中心線和導軌間平行度的調節以及鉆孔抗反扭矩等任務，由于鉆孔扶正導向完全交給了水鉆導向導軌總成來完成，我們采用了長邊立置的薄壁矩形截面鋼管作為導軌，為了取得較好的水鉆滑移靈活性和導向剛性，設計了用薄鋼板折彎成輥輪滑架，它是矩形截面盒狀體，套裝在導軌上，并且由四組輥輪從上下承架導軌，構成滾動滑移裝配關系，在輥輪滑架內側面裝非金屬側襯板，作消除間隙和減磨墊，懸吊于輥輪滑架下面的水鉆吊裝調節機構，由吊裝器體，旋裝在吊裝器體內的空心調節螺絲，彈性插銷，雙頭變徑螺絲和調節機構鎖帽等組成，筒狀的吊裝器體頂端設有底孔，用內六角螺絲穿過底孔和輥輪滑架底面封板中間的孔，再用螺母將其可轉動地連到輥輪滑架底部。為防止螺母松移，可鉚定或作沾接固定處理，雙頭變徑螺絲是兩種規格的螺絲分別做在兩頭，桿體設橫插銷孔，空心調節螺絲體上同樣設有橫插銷孔，雙頭變徑螺絲選一頭要預先緊固在所用水鉆體上原裝手柄的螺孔中，當雙頭變徑螺絲桿體穿入空心調節螺絲內腔后橫穿插銷孔相對準，用耳狀彈性插銷貫串在一起，水鉆上接上鉆筒從三個輥輪軸組之間穿過伸入集污腔并將鉆筒夾緊，用手旋轉吊裝器體，調節水鉆鉆筒軸線與矩形導軌的距離和平行度。調定后用調節機構鎖帽將吊裝器體和輥輪滑架之間從原來的可活動狀態，并鎖成剛性連接關系。導軌和基座之間的安裝關系是矩形薄壁鋼管制造的導軌，兩端有焊接封頭，前端在矩形截面短邊上有安裝螺孔和安裝螺絲進入孔，為了保證安裝強度，在安裝螺孔上邊襯以槽形墊板，首先是矩形導軌緊配卡裝在基座頂端的導軌安裝槽中，然后用內六角螺絲使導軌和基座端面處于垂直狀態緊固在導軌安裝槽中，導軌的后端設限位安全插孔，用耳狀彈性插銷限位。經過這些措施，使自動鉆孔器取得良好的鉆孔導向剛性和鉆孔穩定性。自動鉆孔器為了取得有效和可控制的自動鉆孔給進推力，鉆筒三點定心輥輪驅動自動給進機構的定位輥輪軸組和夾緊輥輪軸組作了不同的結構處置，定位輥輪軸和夾緊輥輪軸均在軸頸裝平冠型給進驅動輥輪，輥輪通過定位輥輪芯軸、夾緊輥輪芯軸用擺轉銷軸間接安裝在輥輪軸軸頸上，擺轉銷軸的位置設在輥輪剖面中心線上，擺轉銷軸對于輥輪所夾持的鉆筒是向心布置的。定位輥輪芯軸和輥輪軸軸頸相配的內孔，從接近銷軸孔中心線起和銷軸孔垂直方向做成和輥輪繞銷軸擺轉角α相適應的矩形敝口，矩形敝口的短邊尺寸應和輥輪軸頸的直徑相當，而輥輪軸上銷孔近中心以外的軸端做成和輥輪擺轉角相等的α角錐面，這樣有方向的矩形敝口結構目的是使輥輪能靈活的繞銷軸擺轉運動而避免在銷軸上產生彎矩。為了在常態下使自動鉆孔器一啟動就有可靠的自動給進推力，結構設計上首先在定位輥輪芯軸的敝口部位垂直銷軸方向的一側設傾角保持彈性頂桿腔體。在頂桿腔體中裝入傾角保持頂桿和壓簧，頂桿保持一個推力作用于輪側的輥輪軸頸上，使定位輥輪和輥輪軸之間在常態即無操作干預的情況下保持一順正螺旋線方向的α傾角。而夾緊輥輪芯軸由于是不參加操作機構的，在其垂直擺轉銷軸的方向設單邊傾角α的敝口，在單邊敝口對面的芯軸體上設固定傾角頂絲，使夾緊驅動輥輪始終處在α角的最大預置傾角，對于鉆筒即產生鉆孔給進力的正螺旋線軌跡狀態，為了從大到小操作控制鉆壓和鉆筒回退也就是控制二個定位驅動輥輪，從正螺旋線到反螺旋線的變化，在自動鉆孔器底部二個定位驅動輥輪的輥輪芯軸上裝直接控制的磁力鎖定鉆壓控制及回退操作機構，磁力鎖定鉆壓控制及回退操作機構由固定在基座體下部正面的磁力吸附立樁、T字形操作桿和裝在操作桿中段的永磁鐵、連接用的長、短桿球頭螺絲等部件組成，吸附立樁和操作桿均用鋼板沖壓制造，磁力吸附立樁底部是安裝板，它平裝在基座下部的端面，它的桿體部經折彎上立，立樁上部是一個供磁鐵吸附并滑移的橫臂，為方便操作，橫臂左端設一個向回折彎了九十度的手捏柄，T字形操作桿的橫臂左端設裝配螺孔，通過裝配螺絲可活動地和裝在左邊的輥輪芯軸頂桿腔體上的短桿鉸接球頭螺絲相連，T字形操作桿的橫臂右端設安裝螺絲活動長槽，活動長槽是為滿足自動鉆孔器在鉆筒尺寸變化，調整輥輪銷軸向心角度時裝配螺絲位置隨之產生的位移。操作桿T字形橫臂右端用裝配螺絲穿過活動長槽和裝在右邊的雙耳輥輪芯軸操作用絲扣凸臺上的長桿球頭螺絲相連，T字形操作桿桿體和立樁上磁力吸附橫臂高度相當的中段裝永磁鐵的部位，做成圓盤形狀。永磁鐵用不銹鋼沉頭螺絲固定，T字形操作桿在裝永磁鐵的圓盤部位以上繼續延伸出一個操作手柄，其頭部并作90°扭轉，使平面方向和立樁吸附橫臂上的手捏柄相平行，操作桿在永磁鐵的作用力下，操作時貼著立樁吸附橫臂滑移，拉動定位輥輪軸上的兩個驅動輥輪產生傾角變化，利用磁力使操作桿停在需要的任意位置，在不加操作外力情況下，三個給進驅動輥輪都處在最大正螺旋傾角，在同樣夾緊力下可以取得最大的鉆壓，而當操作手柄克服頂桿彈簧力向左移，二個定位輥輪的傾角變小，隨之鉆壓變小，當傾角出現負值以致回退力超過夾緊輥輪的固定傾角提供的給進力時鉆筒開始回退直到快速回退，操作自如，這種功能很有好處，可以幫助修整鉆孔孔壁，方便及時退出鉆筒，傾倒巖芯，減少鉆孔阻力。