轴套手持冲击钻钻头的设计与工作原理

朱冰心，董一琦，张俊歌

（1.中国矿业大学银川学院，宁夏 银川 750011；2.兰州交通大学，甘肃 兰州 730070）

当下，市场上手持冲击钻、电锤种类繁多，但总的来说原理和性能是一样的，冲击钻的冲击非常轻微，但是每分钟40000多次的冲击频率可发生连续的力。电锤单个捶打力非常高，并且具有每分钟1000～3000次的捶打频率，可发生显著的力。电锤与冲击钻相比，电锤需要最小的压力来钻入硬材料，且电锤对周围材料的损害较大。基于两者的优势和不足，将它们用轴套结构结合起来，并对驱动方式进行稍加调整，使其具有足够的锤打力，也降低其对周围材料的损害。

1 轴套手持冲击钻钻头设计原理

轴套手持冲击钻钻头由外形为六棱形的合金钢镐头和内部为六棱空心的冲击钻钻头两部分构成，两者以轴套结构结合在一起，如图1所示，六棱形镐头能够在六棱空心冲击钻头内小幅度地快速滑动，使镐头的头部快速地锤打要钻入的硬材料，外部六棱空心冲击钻头在内部镐头的引领下高速旋转打孔。

2 轴套手持冲击钻驱动方式

轴套手持冲击钻钻头的夹持装置由两部分，一个是用于夹持六棱形镐头的夹持装置，一个是用于夹持六棱空心冲击钻头的夹持装置，两个夹持装置前后分布，夹持六棱空心冲击钻头的夹持装置与钻内旋转机构相连接，通过旋转机构的齿轮传动夹持装置的旋转，从而使钻头旋转，而夹持六棱形镐头的夹持装置与钻内气动锤击机构相连，通过电动机带动有曲轴连杆的活塞，在汽缸内往复压缩空气，使汽缸内空气压力呈周期变化，变化的空气压力带动汽缸中的击锤往复打击镐头的顶部，从而使镐头快速作往复运动，达到锤击的效果，并且夹持六棱形镐头的夹持装置能够在六棱空心冲击钻头的带动下进行同步旋转。

3 轴套手持冲击钻工作方式

轴套冲击钻可以实现单独作为电镐工作，此时钻内旋转机构与夹持六棱空心冲击钻头的夹持装置分离，六棱形空心钻头停止工作，仅剩下内部的六棱形镐头工作；当轴套冲击钻单独作为电钻工作时，六棱形镐头夹持装置回到初始位置，使六棱形镐头刚好与六棱空心钻头结合成一个与一般钻头外形无异的钻头，钻内气动锤击机构停止工作，电动机与带有活塞的曲轴连杆分离，仅剩下钻内旋转机构工作，通过齿轮传动带动整个钻头的旋转；当轴套冲击钻作为冲击钻工作时，轴套冲击钻头的六棱形镐头锤击频率可以通过控制钻内电锤机构的连接方式来控制一段时间内压入气缸空气的次数，从而使冲击钻的锤击速度达到可调的目的。