專利名稱：高風(fēng)壓潛孔沖擊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高風(fēng)壓潛孔沖擊器，尤其涉及一種優(yōu)化活塞結(jié)構(gòu)的高風(fēng)壓潛孔沖擊器。
背景技術(shù)：
活塞是潛孔沖擊器的核心做功零件，其在接通高壓壓縮氣體后做高頻次、高沖擊功的往復(fù)沖擊運(yùn)動，在惡劣的工作狀態(tài)下，材料容易出現(xiàn)疲勞斷裂和應(yīng)力集中脆性斷裂兩種失效形式，因此對其材料處理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均有很高要求。目前對于核心零件活塞的技術(shù)現(xiàn)狀如下目前行業(yè)內(nèi)，包括國外潛孔沖擊器知名制造的活塞結(jié)構(gòu)均采用在外圓配合面上銑 槽銑扁，以達(dá)到通氣配氣的目的，但都不能避開因刀具或加工水平的因素導(dǎo)致工件表面粗糙度過低而早期失效的問題，同時(shí)在活塞外圓配合面上銑槽銑扁的結(jié)構(gòu)，對成型刀具的精度和加工進(jìn)刀的參數(shù)要求很高，容易出現(xiàn)工件表面粗糙度差，工作時(shí)就容易造成工作中的活塞在退刀處(過渡圓弧處)應(yīng)力集中而斷裂。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種優(yōu)化活塞結(jié)構(gòu)的高風(fēng)壓潛孔沖擊器。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)高風(fēng)壓潛孔沖擊器，包括外套管，所述外套管的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形槽；后接頭，所述后接頭固定安裝于所述外套管一端，所述后接頭設(shè)有用于高壓空氣通道的中心孔；前接頭，所述前接頭固定安裝于所述外套管的另一端；釬頭，所述釬頭與所述前接頭滑鍵連接，所述釬頭設(shè)有內(nèi)部孔道至所述釬頭的端面；氣缸，所述氣缸嵌裝于所述外套管中，所述氣缸的外壁與所述外套管內(nèi)壁之間設(shè)有氣流通道，所述氣缸的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形通氣槽；配氣座，所述配氣座密封安裝于所述氣缸的內(nèi)腔并設(shè)有伸入所述氣缸內(nèi)腔的柱狀配氣座小端，所述配氣座設(shè)有軸向的通氣孔道；用于單向密封所述后接頭中心孔的逆止閥，所述逆止閥彈性安裝于所述配氣座上；其特征在于所述高風(fēng)壓潛孔沖擊器還包括活塞，所述活塞的外壁設(shè)有通氣扁方，所述活塞的通氣扁方為圓周對稱分布的四條扁方，所述活塞滑動安裝于所述外套管的內(nèi)腔，所述活塞設(shè)有活塞大端和活塞小端，所述活塞大端與所述氣缸的內(nèi)壁相互配合，所述活塞大端的外表面設(shè)有軸向延伸的凹槽；所述活塞軸向設(shè)有活塞孔，所述活塞孔與所述配氣座小端配合；[0016]導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套嵌裝于所述外套管的內(nèi)腔中，所述導(dǎo)向套設(shè)有與所述活塞小端配合的內(nèi)孔；用于夾持所述釬頭尾端的保持環(huán)，所述保持環(huán)嵌套于所述導(dǎo)向套與所述前接頭之間的外套管中；所述保持環(huán)的外表面與所述外套管的內(nèi)壁之間設(shè)有密封件。進(jìn)一步地，上述的高風(fēng)壓潛孔沖擊器，其中，密封件為密封圈。本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在本實(shí)用新型通過對活塞的外壁進(jìn)行銑圓周對稱分布的四條扁方，可以避開因刀具和加工水平可能導(dǎo)致的活塞變截面(或截面過渡)處表面粗糙度低、應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞早期脆斷的問題；同時(shí)簡化加工工藝，大大降低對刀具和設(shè)備的要求；加工方便，實(shí)現(xiàn)加工成本和使用成本的大幅度降低。


以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖I :本實(shí)用新型的構(gòu)造示意圖；圖2 :本實(shí)用新型的活塞構(gòu)造示意圖；圖3:圖2的剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖I、圖2、圖3所示，一種優(yōu)化活塞結(jié)構(gòu)的高風(fēng)壓潛孔沖擊器，包括外套管2，所述外套管2的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形槽；后接頭1，所述后接頭I固定安裝于所述外套管2 —端，所述后接頭I設(shè)有用于高壓空氣通道的中心孔15 ;前接頭10，所述前接頭10固定安裝于所述外套管2的另一端；釬頭9，所述釬頭9與所述前接頭10滑鍵連接，所述釬頭9設(shè)有內(nèi)部孔道8至所述釬頭9的端面；氣缸14，所述氣缸14嵌裝于所述外套管2中，所述氣缸14的外壁與所述外套管2內(nèi)壁之間設(shè)有氣流通道，所述氣缸14的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形通氣槽；配氣座4，所述配氣座4密封安裝于所述氣缸14的內(nèi)腔并設(shè)有伸入所述氣缸14內(nèi)腔的柱狀配氣座小端5，所述配氣座14設(shè)有軸向的通氣孔道；用于單向密封所述后接頭2中心孔15的逆止閥3，所述逆止閥3彈性安裝于所述配氣座14上；所述高風(fēng)壓潛孔沖擊器還包括，活塞13，所述活塞13的外壁設(shè)有通氣扁方，所述活塞13的通氣扁方為圓周對稱分布的四條扁方，所述活塞13滑動安裝于所述外套管2的內(nèi)腔，所述活塞13設(shè)有活塞大端和活塞小端，所述活塞大端與所述氣缸14的內(nèi)壁相互配合，所述活塞大端的外表面設(shè)有軸向延伸的凹槽；所述活塞13軸向設(shè)有活塞孔12，所述活塞孔12與所述配氣座小端5配合；導(dǎo)向套6，所述導(dǎo)向6套嵌裝于所述外套管3的內(nèi)腔中，所述導(dǎo)向套3設(shè)有與所述活塞小端配合的內(nèi)孔；用于夾持所述釬頭8尾端的保持環(huán)11，所述保持環(huán)11嵌套于所述導(dǎo)向套6與所述前接頭9之間的外套管2中；所述保持環(huán)11的外表面與所述外套管2的內(nèi)壁之間設(shè)有密封件，密封件為密封圈7。具體應(yīng)用時(shí)，高壓氣體通過后接頭I的中心孔15推開逆止閥3以后分為兩路一路通過逆止閥3進(jìn)入配氣座4的軸向孔，再沿氣缸14、活塞孔12、釬頭9的內(nèi)部孔道8到達(dá)鉆孔孔底，實(shí)現(xiàn)吹渣，使巖渣排出孔外，這只是高壓氣體中的一小部分氣體；另一路，即高壓氣體的主要部分，通過配氣座4的通氣孔道、氣缸14的進(jìn)氣孔進(jìn)入外套管2與氣缸14之間氣流通道。高壓氣體通過這些通氣道進(jìn)入到由活塞13、導(dǎo)向套6、釬頭9、外套管2共同形成的回程氣室，回程氣室內(nèi)高壓氣體推動活塞13向配氣座小端5運(yùn)動。當(dāng)活塞13運(yùn)動到活塞小端與釬頭9的釬尾脫離時(shí)，高壓氣體通過釬頭9的內(nèi)部孔道8到達(dá)孔底，與從配氣座4過來的一小部分高壓氣體會和，共同完成吹渣的作用。同時(shí)氣體壓力迅速下降，而與此同時(shí)，由于活塞13回程運(yùn)動關(guān)閉了回程進(jìn)氣通道，活塞13靠慣性力繼續(xù)回程運(yùn)動，直到活塞13的慣性力與活塞13由進(jìn)氣壓力形成的沖程力平衡時(shí)，活塞13才停止返程運(yùn)動，在沖程壓力作用下進(jìn)行沖程運(yùn)動中活塞小端打擊釬頭9而做功，完成破巖工作。當(dāng)活塞小端快要接近釬頭9時(shí)，回程進(jìn)氣通道打開，開始了活塞13的回程準(zhǔn)備工作。如此往復(fù)，完成沖擊器的鉆進(jìn)工作。當(dāng)活塞13回程進(jìn)氣通道被活塞13的返程運(yùn)動關(guān)閉時(shí)，高壓氣流通過后接頭I的中心孔15，推開逆止閥3，再經(jīng)過配氣座4的通氣孔道、氣缸14的徑向孔而進(jìn)入由外套管2、活塞13、氣缸14共同封閉形成的沖程氣室。由于高壓氣流的作用，在活塞小端直徑與活塞大端直徑的差而形成的環(huán)形面積上產(chǎn)生一個(gè)力，這個(gè)力就是沖程力的一部分，這個(gè)沖程力不大，所以造成活塞13返程時(shí)能夠靠慣性力來克服這一沖程力而運(yùn)動一段距離。在活塞13 運(yùn)動到活塞大端的中活塞孔12與配氣座小端5封閉時(shí)，活塞大端、配氣座4與氣缸14共同形成了第二個(gè)沖程氣室。由于活塞13的慣性使沖程氣室內(nèi)氣體受到壓縮，室內(nèi)壓力上升?；钊?3繼續(xù)回程運(yùn)動，當(dāng)活塞大端端面超過氣缸14內(nèi)壁的環(huán)形通氣槽邊緣但未到達(dá)活塞14凹槽的臨界狀態(tài)時(shí)，第二個(gè)沖程氣室壓力才達(dá)到最大，活塞14開始沖程，沖程做功由三部分組成一是活塞大端直徑與活塞小端直徑差形成的環(huán)形面積的壓差；二是活塞大端面積減去活塞孔12面積得到的壓差；三是第二沖程氣室內(nèi)壓縮氣體膨脹做功。在沖程壓力作用下活塞13進(jìn)行沖程運(yùn)動，活塞小端打擊釬頭9而做功，完成破巖工作。當(dāng)沖程運(yùn)動到活塞小端快要接近釬頭9時(shí)，完成沖程運(yùn)動，回程進(jìn)氣通道打開，開始了活塞13的回程準(zhǔn)備工作。如此往復(fù)，完成沖擊器的鉆進(jìn)工作。需要強(qiáng)調(diào)的是以上僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.高風(fēng)壓潛孔沖擊器，包括 外套管，所述外套管的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形槽； 后接頭，所述后接頭固定安裝于所述外套管一端，所述后接頭設(shè)有用于高壓空氣通道的中心孔； 前接頭，所述前接頭固定安裝于所述外套管的另一端； 釬頭，所述釬頭與所述前接頭滑鍵連接，所述釬頭設(shè)有內(nèi)部孔道至所述釬頭的端面； 氣缸，所述氣缸嵌裝于所述外套管中，所述氣缸的外壁與所述外套管內(nèi)壁之間設(shè)有氣流通道，所述氣缸的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形通氣槽； 配氣座，所述配氣座密封安裝于所述氣缸的內(nèi)腔并設(shè)有伸入所述氣缸內(nèi)腔的柱狀配氣座小端，所述配氣座設(shè)有軸向的通氣孔道； 用于單向密封所述后接頭中心孔的逆止閥，所述逆止閥彈性安裝于所述配氣座上；其特征在于所述高風(fēng)壓潛孔沖擊器還包括 活塞，所述活塞的外壁設(shè)有通氣扁方，所述活塞的通氣扁方為圓周對稱分布的四條扁方，所述活塞滑動安裝于所述外套管的內(nèi)腔，所述活塞設(shè)有活塞大端和活塞小端，所述活塞大端與所述氣缸的內(nèi)壁相互配合，所述活塞大端的外表面設(shè)有軸向延伸的凹槽；所述活塞軸向設(shè)有活塞孔，所述活塞孔與所述配氣座小端配合； 導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套嵌裝于所述外套管的內(nèi)腔中，所述導(dǎo)向套設(shè)有與所述活塞小端配合的內(nèi)孔； 用于夾持所述釬頭尾端的保持環(huán)，所述保持環(huán)嵌套于所述導(dǎo)向套與所述前接頭之間的外套管中；所述保持環(huán)的外表面與所述外套管的內(nèi)壁之間設(shè)有密封件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高風(fēng)壓潛孔沖擊器，其特征在于所述密封件為密封圈。
專利摘要本實(shí)用新型提供高風(fēng)壓潛孔沖擊器，包括外套管、后接頭、前接頭、釬頭和氣缸，氣缸嵌裝于外套管中，氣缸的外壁與外套管內(nèi)壁之間設(shè)有氣流通道，活塞的外壁設(shè)有通氣扁方，活塞的通氣扁方為圓周對稱分布的四條扁方，活塞滑動安裝于所述外套管的內(nèi)腔，活塞設(shè)有活塞大端和活塞小端，活塞大端與氣缸的內(nèi)壁相互配合，活塞大端的外表面設(shè)有軸向延伸的凹槽；活塞軸向設(shè)有活塞孔，活塞孔與所述配氣座小端配合。解決了活塞變截面(或截面過渡)處表面粗糙度低、應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞早期脆斷的問題，同時(shí)簡化加工工藝，大大降低對刀具和設(shè)備的要求；加工方便，實(shí)現(xiàn)加工成本和使用成本的大幅度降低。
文檔編號E21B4/06GK202611586SQ20112056645
公開日2012年12月19日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者高見, 趙鵬建, 朱策, 王磊, 吳銳 申請人:蘇州新銳合金工具股份有限公司