軸套手持沖擊鉆鉆頭的設計與工作原理

朱冰心，董一琦，張俊歌

（1.中國礦業大學銀川學院，寧夏 銀川 750011；2.蘭州交通大學，甘肅 蘭州 730070）

當下，市場上手持沖擊鉆、電錘種類繁多，但總的來說原理和性能是一樣的，沖擊鉆的沖擊非常輕微，但是每分鐘40000多次的沖擊頻率可發生連續的力。電錘單個捶打力非常高，并且具有每分鐘1000～3000次的捶打頻率，可發生顯著的力。電錘與沖擊鉆相比，電錘需要最小的壓力來鉆入硬材料，且電錘對周圍材料的損害較大。基于兩者的優勢和不足，將它們用軸套結構結合起來，并對驅動方式進行稍加調整，使其具有足夠的錘打力，也降低其對周圍材料的損害。

1 軸套手持沖擊鉆鉆頭設計原理

軸套手持沖擊鉆鉆頭由外形為六棱形的合金鋼鎬頭和內部為六棱空心的沖擊鉆鉆頭兩部分構成，兩者以軸套結構結合在一起，如圖1所示，六棱形鎬頭能夠在六棱空心沖擊鉆頭內小幅度地快速滑動，使鎬頭的頭部快速地錘打要鉆入的硬材料，外部六棱空心沖擊鉆頭在內部鎬頭的引領下高速旋轉打孔。

2 軸套手持沖擊鉆驅動方式

軸套手持沖擊鉆鉆頭的夾持裝置由兩部分，一個是用于夾持六棱形鎬頭的夾持裝置，一個是用于夾持六棱空心沖擊鉆頭的夾持裝置，兩個夾持裝置前后分布，夾持六棱空心沖擊鉆頭的夾持裝置與鉆內旋轉機構相連接，通過旋轉機構的齒輪傳動夾持裝置的旋轉，從而使鉆頭旋轉，而夾持六棱形鎬頭的夾持裝置與鉆內氣動錘擊機構相連，通過電動機帶動有曲軸連桿的活塞，在汽缸內往復壓縮空氣，使汽缸內空氣壓力呈周期變化，變化的空氣壓力帶動汽缸中的擊錘往復打擊鎬頭的頂部，從而使鎬頭快速作往復運動，達到錘擊的效果，并且夾持六棱形鎬頭的夾持裝置能夠在六棱空心沖擊鉆頭的帶動下進行同步旋轉。

3 軸套手持沖擊鉆工作方式

軸套沖擊鉆可以實現單獨作為電鎬工作，此時鉆內旋轉機構與夾持六棱空心沖擊鉆頭的夾持裝置分離，六棱形空心鉆頭停止工作，僅剩下內部的六棱形鎬頭工作；當軸套沖擊鉆單獨作為電鉆工作時，六棱形鎬頭夾持裝置回到初始位置，使六棱形鎬頭剛好與六棱空心鉆頭結合成一個與一般鉆頭外形無異的鉆頭，鉆內氣動錘擊機構停止工作，電動機與帶有活塞的曲軸連桿分離，僅剩下鉆內旋轉機構工作，通過齒輪傳動帶動整個鉆頭的旋轉；當軸套沖擊鉆作為沖擊鉆工作時，軸套沖擊鉆頭的六棱形鎬頭錘擊頻率可以通過控制鉆內電錘機構的連接方式來控制一段時間內壓入氣缸空氣的次數，從而使沖擊鉆的錘擊速度達到可調的目的。