FI121026B

FI121026B - Rock drill and flush housing

Info

Publication number: FI121026B
Application number: FI20030097A
Authority: FI
Inventors: Aimo Helin; Ari Kotala; Jean-Claude Barthomeuf
Original assignee: Sandvik Mining & Constr Oy
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2010-06-15
Also published as: ATE371090T1; FI20030097A; PL377197A1; DE602004008427D1; AU2004206069B2; ZA200505624B; EP1592862B1; EP1592862A1; AU2004206069A1; DE602004008427T2; FI20030097A0; WO2004065755A1; PL203202B1

Abstract

The invention relates to a rock drill machine and a flushing housing for a rock drill machine. At least one bearing (19, 20) in the shank (4) is located in the flushing housing (13). Flushing medium is arranged to flow through the bearing (19, 20). This allows the flushing medium to lubricate and cool the bearing.

Description

KallioporaKone ja huuhtelupesäRock drill machine and flush housing

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksinnön kohteena on kallioporakone, joka käsittää ainakin: rungon; iskuelimen kiven rikkomisessa tarvittavien iskupulssien muodostamista 5 varten; poraniskan, joka on sovitettu iskusuunnassa tarkasteltuna iskuelimen etupuolelle, joka on tuettu runkoon ainakin yhdellä laakerilla, ja jonka takaosassa on iskupinta iskupulssien vastaanottamiseksi; huuhtelupesän, joka muodostaa tilan poraniskan ympärille; ainakin yhden ensimmäisen huuhtelu-kanavan, jota pitkin huuhteluväliaine on johdettavissa huuhtelupesään; sekä 10 ainakin yhden toisen huuhtelukanavan, joka on muodostettu poraniskaan, ja jota pitkin huuhteluväliaine voi virrata huuhtelupesästä pois.The invention relates to a rock drill comprising at least: a frame; an impact member for generating impact pulses 5 for breaking the stone; a drill bit disposed in the direction of impact, viewed from the front of the impact member, supported on the body by at least one bearing, and having a rear face for receiving impact pulses; a flushing housing forming a space around the drill neck; at least one first flush channel through which the flushing medium can be conducted to the flush housing; and 10 at least one second flushing channel formed in the drill neck, along which the flushing medium may flow out of the flushing chamber.

Edelleen keksinnön kohteena on huuhtelupesä, jonka läpi kalliopo-rakoneen poraniska on aksiaalisuunnassa sovitettavissa, ja joka huuhtelupesä käsittää: ainakin yhden laakerin poraniskan tukemiseksi; sekä ainakin yhden 15 ensimmäisen kanavan huuhteluväliaineen johtamiseksi huuhtelupesään.The invention further relates to a flushing housing through which the drill neck of a rock opener is axially adjustable and comprising: at least one bearing for supporting the drill neck; and at least one of the first 15 channels for directing the flushing medium to the flushing chamber.

Iskevissä kallioporakoneissa voi olla eräänä epäkohtana poraniskan laakereiden puutteellinen voitelu ja jäähdytys. Ongelmasta voi seurata se, että poraniskan laakereiden kestoikä on riittämätön. Edelleen joissain tapauksissa voi kallioporakoneen liiallinen aksiaalisuuntainen pituus aiheuttaa ongelmia.One of the disadvantages of impact rock drills can be the lack of lubrication and cooling of the bearings in the drill neck. The problem may be that the drill bearings have insufficient life. Further, in some cases, excessive axial length of the rock drill may cause problems.

20 Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu huuhtelupesä ja tällaisella huuhtelupesällä varustettu kallioporakone.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a novel and improved flushing chamber and a rock drill with such a flushing chamber.

Keksinnön mukaiselle kallioporakoneelle on tunnusomaista se, että 25 huuhteluväliaine on sovitettu virtaamaan poraniskaa tukevan ainakin yhden laakerin läpi.The rock drill according to the invention is characterized in that the flushing medium is arranged to flow through at least one bearing supporting the drill bit.

Keksinnön mukaiselle huuhtelupesälle on tunnusomaista se, että ensimmäinen kanava on sovitettu aksiaalisuunnassa tarkasteltuna laakerin kohdalle, jolloin huuhteluväliaine on sovitettu virtaamaan laakerin läpi olennai-30 sesti radiaalisuunnassa.The flushing housing according to the invention is characterized in that the first passage is arranged axially viewed at the bearing, whereby the flushing medium is arranged to flow substantially through the bearing in a radial direction.

Keksinnön olennaisena ajatuksena on se, että huuhteluväliaine syötetään poraniskan ainakin yhden laakerin läpi. Tällöin etuna on se, että huuhteluväliaine voi tehokkaasti voidella laakeria. Lisäksi laakerin läpi virtaava huuhteluväliaine voi kuljettaa mahdolliset epäpuhtaudet pois laakerista. Vielä 35 on etuna se, että huuhteluväliaine voi hyvin tehokkaasti jäähdyttää laakeria.An essential idea of the invention is that the flushing medium is fed through at least one bearing of the drill bit. This has the advantage that the flushing medium can effectively lubricate the bearing. In addition, the flushing medium flowing through the bearing can convey any impurities away from the bearing. A further advantage is that the flushing medium can very efficiently cool the bearing.

2 Tällöin poraniskan laakerin kestoikä voi olla pitempi ja vikaantuminen vähenee. Edelleen keksintö mahdollistaa huuhtelupesän lyhyemmän konstruktion.2 In this case, the life of the drill head bearing can be longer and the failure rate reduced. Further, the invention allows a shorter construction of the flushing chamber.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että huuhtelukanava, josta huuhteluväliaine syötetään huuhtelu-5 pesään, on sovitettu poraniskaa tukevan laakerin kohdalle. Tällöin huuhtelu-väliaine on sovitettu virtaamaan laakerin läpi olennaisesti radiaalisuuntaisesti. Koska laakeri ja huuhteluväliaineen syöttö on sovitettu limittäin, voi huuhtelu-pesä olla erityisen lyhyt aksiaalisuunnassa tarkasteltuna.An essential idea of a preferred embodiment of the invention is that the flushing channel from which the flushing medium is fed to the flushing housing is arranged at a bearing supporting the drill bit. The flushing medium is then arranged to flow through the bearing in a substantially radial direction. Because the bearing and the flushing medium supply are overlapped, the flushing housing may be particularly short when viewed axially.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuk-10 sena on se, että huuhtelupesä muodostaa kallioporakoneen rungossa etum-maisimman osan. Kallioporakoneessa ei ole siten lainkaan erillistä etukantta. Tällöin huuhtelupesän ja rungon välillä on vain yksi tiivistyspinta, jolloin huuhtelupesän valmistaminen on yksinkertaisempaa. Myös kokoonpano on helpompaa ja rakenne kestävämpi, kun tiivisteitä on vähemmän. Edelleen voi porako-15 neen runko olla aksiaalisuunnassa lyhyempi, kun siinä ei ole erillistä etukantta.An essential idea of a preferred embodiment of the invention is that the flushing housing forms the foremost part of the rock drill body. The rock drill therefore has no separate front cover at all. In this case, there is only one sealing surface between the flush housing and the body, which makes it easier to prepare the flush housing. Assembly is also easier and the structure more durable with fewer gaskets. Further, the body of the drill 15 may be shorter axially without a separate front cover.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti ja sivulta päin nähtynä erästä kalliopo- ra konetta, 20 kuvio 2 esittää kaavamaisesti ja aukileikattuna keksinnön mukaisen erään kallioporakoneen etuosaa ja huuhtelupesää, ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti ja aukileikattuna keksinnön mukaisen erään toisen kallioporakoneen etuosaa ja huuhtelupesää.The invention will be explained in more detail in the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically and side view of a rock drill machine, Figure 2 schematically and in sectional view of a front and flush housing of a rock drill machine according to the invention; flushing.

Kuvioissa keksintö on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. 25 Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.In the figures, the invention is illustrated in simplified form. 25 Similar numbers are denoted by like reference numerals in the figures.

Keksinnön yksityiskohtainen selostusDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kuviossa 1 on esitetty kallioporakone 1, joka käsittää rungon 2, is-kulaitteen 3 sekä poraniskan 4. Edelleen voi kallioporakoneeseen 1 kuulua pyörityslaite 5, jolla poraniskaa 4 ja siihen kytkettyä työkalua 6 voidaan pyörit-30 tää akselinsa ympäri. Kallioporakone 1 voi olla sovitettu syöttöpalkille 7, jonka suhteen sitä voidaan liikuttaa porauksen aikana syöttövälineillä 8. Edelleen kallioporakoneelle 1 johdetaan syöttökanavaa 9 pitkin huuhteluväliainetta, joka johdetaan edelleen poraniskan 4 ja työkalun 6 avulla porareikään.Figure 1 shows a rock drill machine 1 comprising a frame 2, an impact device 3 and a drill bit 4. Further, the rock drill machine 1 may include a rotary device 5 for rotating the drill bit 4 and the tool 6 connected thereto about its axis. The rock drill machine 1 may be arranged on a feed beam 7 with respect to which it may be moved during the drilling by the feed means 8. Further, the rock drill machine 1 is guided through the feed channel 9 by a flushing medium which is further led to the drill hole 4 and tool 6.

Kuviosta 2 voidaan nähdä, että iskulaite 3 käsittää iskuelimen 10, 35 jolla voidaan muodostaa iskupulsseja sen etupuolella sijaitsevan poraniskan 4 3 iskupintaan 11. Iskuelin 10 voi olla aksiaalisuunnassa edestakaisin liikuteltava iskumäntä, jota voidaan liikuttaa esimerkiksi paineväliaineen tai sähkön avulla. Vaihtoehtoisesti iskuelin 10 voi muodostaa kallion rikkomisessa tarvittavia is-kupulsseja jollain muulla tavalla, esimerkiksi magnetostriktiiviseen ilmiöön pe-5 rustuen. Poraniska 4 välittää iskupulssit työkalulle 6 ja edelleen kallioon 12. Poraniskassa 4 voi olla liitoselimet, kuten esimerkiksi kierteet työkalujen 6 kiinnittämistä varten. Vaihtoehtoisesti poraniska 4 ja työkalu 6 voivat muodostaa integroidun kokonaisuuden. Edelleen voi työkalu 6 käsittää useita irrotettavissa olevia kappaleita, esimerkiksi useita jatkotankoja sekä porakruunun. Porako-10 neen 1 rungon 2 etuosassa on huuhtelupesä 13, joka on poraniskan 4 ympärille muodostettu tila. Huuhtelupesä 13 on ensimmäisen huuhtelukanavan 14 avulla yhteydessä syöttökanavaan 9 huuhteluväliaineen johtamiseksi huuhte-lupesään 13. Etukannessa 21 voi olla ensimmäinen tiiviste 15, tai vaihtoehtoisesti huuhtelupesän 13 etuosassa voi olla ensimmäinen tiiviste 15 ja taaempa-15 na etäisyyden päässä voi olla toinen tiiviste 16, joilla tiivisteillä 15, 16 huuhtelupesä 13 voi olla tiivistetty poraniskaan 4. Joissain tapauksissa taaempi tiiviste 16 voi olla sovitettu tiivistepesästä 13 erilliseen kappaleeseen tai muualle runkoon 2. Poraniskassa 4 voi olla toinen huuhtelukanava 17, joka on yhteydessä huuhtelupesään 13, jolloin huuhtelupesään 13 syötetty huuhteluväliaine 20 pääsee virtaamaan toiseen huuhtelukanavaan 17 ja edelleen työkalussa 6 olevaa kolmatta huuhtelukanavaa 18 pitkin porareikään. Poraniska 4 voi olla laakeroitu etuosasta etulaakerilla 19 ja takaosasta takalaakerilla 20. Joissain tapauksissa voi riittää jopa vain yksi laakeri. Toisaalta laakereita voi olla useampia kuin kaksi. Edelleen voi etulaakeri 19 olla sovitettuna ensimmäisen huuh-25 telukanavan 14 ja toisen huuhtelukanavan 17 väliselle osuudelle. Tällöin ainakin osa huuhteluväliaineesta on sovitettu virtaamaan etulaakerin 19 läpi olennaisesti aksiaalisuuntaisesti. Huuhteluväliaine voi siten voidella ja jäähdyttää laakeria 19. Kuvion 2 mukaisessa konstruktiossa rungon 2 etummaisimman osuuden muodostaa etukansi 21, joka voidaan kiinnittää huuhtelupesään 13. 30 Vaihtoehtoisesti etukansi 21 voi olla integroitu osa huuhtelupesää 13, jolloin liitospintoja on vähemmän. Lisäksi runko 2 on tällöin tehtävissä aksiaalisuunnassa lyhyemmäksi.From Figure 2, it can be seen that the impact device 3 comprises an impact member 10 for producing impact pulses on the impact surface 11 of the drill neck 4 3 located in front thereof. The impact member 10 may be an axially reciprocating impact piston which may be actuated by pressure medium or electricity. Alternatively, the impacting member 10 may form the iscules required for rock breaking in some other way, for example based on the magnetostrictive phenomenon. The drill bit 4 transmits impact pulses to the tool 6 and further to the rock 12. The drill bit 4 may have connecting members, such as threads for attaching the tools 6. Alternatively, the drill bit 4 and the tool 6 may form an integrated whole. Further, the tool 6 may comprise a plurality of removable bodies, for example a plurality of extension rods and a drill bit. The front 2 of the body 2 of the drill 10 has a flush housing 13 which is a space formed around the drill neck 4. The flushing housing 13 is communicating with the first flushing channel 14 to the supply channel 9 to guide the flushing medium to the flushing chamber 13. The front cover 21 may have a first gasket 15, or alternatively, a distal gasket 16 having a second gasket 16 15, 16 the flushing housing 13 may be sealed to the drill neck 4. In some cases, the rear seal 16 may be disposed on a body separate from the seal housing 13 or other body 2. The drill neck 4 may have a second flushing channel 17 communicating with the flushing housing 13 a second flushing channel 17 and further along a third flushing channel 18 in tool 6 to a drill hole. The bore 4 may be bearing at the front with front bearing 19 and at the rear with rear bearing 20. In some cases, only one bearing may be sufficient. On the other hand, there may be more than two bearings. Further, the front bearing 19 may be disposed on the portion between the first flush channel 14 and the second flush channel 17. Thus, at least a portion of the rinse medium is arranged to flow through the front bearing 19 in a substantially axial direction. Thus, the flushing medium can lubricate and cool the bearing 19. In the embodiment of Figure 2, the front portion of the body 2 is formed by a front cover 21 which can be secured to the flush housing 13. 30 Alternatively, the front cover 21 may be integrated with the flush housing 13. Further, the body 2 can then be made shorter in the axial direction.

Kuviossa 3 on esitetty eräs vaihtoehtoinen huuhtelupesän 13 rakenne aukileikattuna. Tässä tapauksessa huuhtelupesä 13 voi muodostaa 35 rungon 2 etummaisimman osan. Porakoneen 1 rungon 2 etuosassa ei ole lainkaan etukantta. Tällöin huuhtelupesän 13 ja rungon 2 muiden osien välillä riit- 4 tää vain yksi liitospinta, mikä helpottaa huuhtelupesän valmistusta. Tällainen huuhtelupesä on myös nopea ja yksinkertainen tarvittaessa avata ja esimerkiksi laakerien rikkoonnuttua vaihtaa uuteen. Huuhtelupesään 13 voi olla integroitu etukannen lisäksi myös tiivisteet 15,16, etulaakeri 19 sekä huuhtelukana-5 va 14. Toisaalta takatiiviste 16 voi olla sovitettu johonkin muuhunkin runkokap-paleeseen kuin huuhtelupesään 13. Ensimmäinen huuhtelukanava 14 voi olla sovitettu etulaakerin 19 kohdalle, jolloin huuhtelukanavasta 14 tuleva huuhte-luväliaine voi virrata radiaalisuunnassa laakerin 19 läpi. Tämän rakenteen etuna on, että runko 2 voidaan tehdä lyhemmäksi, koska etukantta ei ole lainkaan 10 ja edelleen, koska huuhtelukanava 14 ja laakeri 19 on sovitettu limittäin eikä peräkkäin. Lisäksi poraniskan 4 takapää on kuppimainen, jolloin iskuelin 10 on sovitettu osittain sisäkkäin poraniskan 4 kanssa. Myös tämä seikka mahdollistaa lyhyen kallioporakoneen 1 muodostamisen.Fig. 3 is an exploded view of an alternative flushing chamber 13. In this case, the flushing housing 13 may form the foremost part of the body 2. The front part of the drill body 1 has no front cover at all. Thus, only one connection surface is sufficient between the flush housing 13 and the other parts of the body 2, which facilitates the manufacture of the flush housing. Such a flushing housing is also quick and simple to open if necessary and, for example, to replace a bearing if it is damaged. In addition to the front cover, gaskets 15, 16, front bearing 19 and flush channel 5 may also be integrated in flush housing 13. the incoming flushing fluid may flow radially through bearing 19. The advantage of this design is that the body 2 can be made shorter, since there is no front cover 10 and further, since the flushing channel 14 and the bearing 19 are arranged overlapping and not in succession. Further, the rear end of the drill bit 4 is cup-shaped, the impact member 10 being partially nested with the drill bit 4. This circumstance also makes it possible to form a short rock drill machine 1.

Mainittakoon, että huuhteluväliaine voi olla kaasua tai nestettä. Tyy-15 pillisesti huuhteluväliaine on vettä tai veden ja yhden tai useamman lisäaineen muodostama seos.It should be noted that the rinsing medium may be a gas or a liquid. Typically, the rinse aid medium is water or a mixture of water and one or more additives.

Poraniskan 4 laakerit 15, 16 voivat olla vierintälaakereita, liukulaa-kereita tai muita tarkoitukseen sopivia laakereita. Esimerkiksi kuvion 3 mukaisessa ratkaisussa voidaan poraniska 4 tukea liukulaakereilla 15 ja 16. Lisäksi 20 etulaakeri 15 on varustettu yhdellä tai useammalla olennaisesti radiaalisuun-taisella kanavalla niin, että huuhteluväliaine pääsee virtaamaan laakerin 15 läpi radiaalisuunnassa. Toisaalta kuvion 2 mukaisessa konstruktiossa voi huuhteluväliaine virrata olennaisesti aksiaalisuunnassa laakerissa 15 olevien välysten ja/tai laakerin 15 läpi kulkevan yhden tai useamman kanavan läpi.The bearings 15, 16 of the drill bit 4 may be roller bearings, plain bearings or other suitable bearings. For example, in the solution of Fig. 3, the drill neck 4 may be supported by sliding bearings 15 and 16. Further, the front bearing 15 is provided with one or more substantially radial channels so that the flushing medium can flow through the bearing 15 in the radial direction. On the other hand, in the construction of Figure 2, the flushing medium may flow substantially in axial direction through one or more passages in the bearing 15 and / or through the bearing 15.

25 Joissain tapauksissa voi huuhteluväliaine olla sovitettu virtaamaan takalaakerin 20 läpi. Edelleen voivat molemmat laakerit 19, 20 sijaita huuhtelu-pesässä 13, ja huuhteluväliaineen syöttö voi olla jopa järjestetty niin, että huuhteluväliaine voi virrata molempien laakereiden 19, 20 läpi.In some cases, the flushing medium may be adapted to flow through the rear bearing 20. Further, both bearings 19, 20 may be located in the flushing housing 13, and the supply of the flushing medium may even be arranged so that the flushing medium may flow through both bearings 19, 20.

On myös mahdollista sovittaa erillinen huuhtelupesä 13 kalliopora-30 koneen 1 varsinaisen rungon 2 etupuolelle.It is also possible to fit a separate flush housing 13 in front of the actual body 2 of the rock drill 30.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.The drawings and the description related thereto are intended only to illustrate the idea of the invention. The details of the invention may vary within the scope of the claims.

Claims

A rock drilling machine, comprising at least: a frame (2); an impact member (10) for forming impact pulses for breaking a stone; a drill bit (4) disposed in the direction of impact (A) facing the front of the impact member (10) supported on the body (2) by at least one bearing (19, 20) and having a rear face (11) for receiving impact pulses; 10 a flushing housing (13) forming a space around the drill bit (4); at least one first flushing channel (14) along which the flushing medium is guided into the flushing chamber (13); and at least one second flushing channel (17) formed on the drill bit (4) and along which the flushing medium can flow out of the flushing chamber (13) 15, characterized in that the flushing medium is adapted to flow in at least one bearing (19, 20). ) through.

Rock drill machine according to Claim 1, characterized in that the first flushing medium channel (14) is arranged axially viewed from the bearing (19, 20) and the flushing medium is arranged to flow substantially radially through the bearing (19, 20).

Rock drill according to Claim 1, characterized in that the bearing (19, 20) is arranged in axial direction on the portion between the first flushing medium channel (14) and the second flushing channel (17) and that the flushing medium is arranged to flow substantially axially in the bearing (19). , 20).

Rock drill according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one bearing (19, 20) is provided with at least one channel for passing the flushing medium through the bearing (19, 20).

Rock drill machine according to one of the preceding claims, characterized in that the flushing housing (13) forms the foremost part of the frame (2).

A flushing housing through which the bore (4) of the rock drilling machine (1) is axially adjustable and comprising a flushing housing (13) comprising: at least one bearing (19, 20) for supporting the bore of the bore; and at least one first channel (14) for introducing the flushing medium into the flushing chamber (13), feeling 11 u that the first channel (14) is arranged axially viewed at the bearing (19, 20), wherein the flushing medium is adapted to flow into the bearing (19). substantially in the radial direction.

A flushing cavity according to claim 6, characterized in that the flushing cavity (13) can be attached to the frame (2) of the rock drilling machine (1).

Rinse housing according to Claim 7, characterized in that the rinse housing (13) is arranged to form the forward part of the body (2).