本技術涉及煤礦鉆機領域,具體涉及一種鉆機動力頭。
背景技術:
1、動力頭用于向鉆桿傳遞裝拆所需的旋轉和推進動力。現有的大多自動鉆機則采用主動鉆桿連接動力頭與鉆桿,自動化定向鉆機的出現則集成了卡盤和主動鉆桿兩種鉆桿連接方式的需求:正常自動鉆進時,使用主動鉆桿從動力頭前端裝卸普通鉆桿;使用打撈鉆具時,拆下主動鉆桿,使用卡盤從動力頭后端裝卸打撈鉆桿,其中正常鉆進使用的普通鉆桿和打撈鉆桿外徑一般不相同,往往需要經常拆卸主動鉆桿。
2、已有技術在拆裝的快捷性上存在著不足,當需要拆卸主動鉆桿、切換至卡盤夾持工況時,首先要從后端拆掉水辮,再從前端拆掉固定主動鉆桿的端蓋,最后將主動鉆桿和連接軸的組合從卡盤前端拔出,才能使用卡盤夾持鉆桿施工。由于卡盤前端到夾持器的空間十分有限,且一般位于鉆機中部,使得拔出主動鉆桿和連接軸較為不便,容易影響施工效率。若考慮從后端先將連接軸單獨拆下,由于其位于動力頭主軸內部,不便于使用管鉗等較大的手動工具,拆卸較為費時,還可能需要拆卸更多的周邊零件。類似地,從卡盤夾持工況切換回主動鉆桿連接工況時,安裝也較為費時,另外主動鉆桿屬于易損件,在鉆機使用中消耗量較大,其使用壽命的長短直接影響鉆進整體效率和鉆機維護成本,是鉆機用戶十分關注的一個關鍵零件,因此需提供一種主動鉆桿使用壽命長以及主動鉆桿取出便利的鉆機動力頭。
技術實現思路
1、本實用新型意在提供鉆機動力頭,以提供一種主動鉆桿使用壽命長以及主動鉆桿取出便利的鉆機動力頭。
2、為達到上述目的,本實用新型采用如下技術方案:鉆機動力頭,包括主軸、剎車組件、變速箱以及主動力源,主動力源的輸出軸與變速箱嚙合帶動主軸轉動,變速箱包括齒輪軸和多級齒輪,剎車組件內部設有與齒輪軸連接的傳動軸,剎車組件對傳動軸進行旋轉制動,主軸端部安裝有主動鉆桿,主軸內開有能供主動鉆桿穿過的容納孔,主動鉆桿端部還可拆卸連接有雙向接頭。
3、本方案的有益效果為:
4、當需要對主動鉆桿進行檢修更換時,由于主軸內開有能供主動鉆桿穿過的容納孔,工作人員可以直接將主動鉆桿一起在容納孔中滑動從主軸后方取出,進而提高主動鉆桿拆卸的速度,同時主軸后端的空間相對寬裕,如果按照傳統從主軸前方取出主動鉆桿,一方面要進行法蘭盤的拆卸和緊固,另一方面前部的空間較為局限,安裝和拆卸主動鉆桿都較為不便,上述設置能夠方便工作人員將主動鉆桿進行組裝后重新裝入主軸中,進而提高主動鉆桿的安裝速度,通過設置剎車組件能夠對主動鉆桿的啟停進行及時的調節。
5、本技術方案中主動鉆桿端部還可拆卸連接有雙向接頭,當雙向接頭一側螺紋磨損至一定程度時,可以將雙向接頭取下調轉安裝方向,將雙向接頭該端與主動鉆桿通過膠水固定連接,使得該主動鉆桿的使用壽命也相當于之前整體式主動鉆桿的2倍,且無需更換桿體,能夠節約大量的安裝時間和使用成本,且能夠在一些不便于進行主動鉆桿維修更換的地方施工時,能夠起到應急的作用。
6、優選的,作為一種改進,剎車組件包括剎車蓋、夾緊活塞以及松開活塞,剎車蓋上內設有滑軸,傳動軸一端伸入夾緊活塞中心,傳動軸的周向分布有多個卡瓦,夾緊活塞套設在卡瓦上并可沿軸向移動,卡瓦遠離傳動軸的表面為斜面,夾緊活塞與卡瓦相對的表面為與卡瓦的斜面相配合的坡面,夾緊活塞能滑動通過卡瓦夾緊傳動軸,松開活塞滑動套設在滑軸上且能推動夾緊活塞解除夾緊。
7、有益效果為:夾緊活塞與卡瓦相對的表面為與卡瓦的斜面相配合的坡面,夾緊活塞能滑動使其內部的坡面與卡瓦的斜面接觸,通過卡瓦徑向移動對傳動軸進行夾緊,進而限制傳動軸的轉動。通過夾緊活塞的軸向滑動和卡瓦的徑向移動,實現對傳動軸的快速夾緊與松開,斜面與坡面的配合提供了穩定的夾緊力,確保傳動軸在工作過程中不會出現滑動,確保對傳動軸夾緊的可靠性,以及可以適應不同直徑的傳動軸,哪怕傳動軸表面產生磨損也可在通過延長夾緊活塞的滑動距離實現穩定的夾緊,具有較強的通用性,能夠應用于多種類型的鉆機動力頭。
8、優選的,作為一種改進,還包括向主動鉆桿提供壓力流體的水辮部,水辮部包括連接軸、芯軸和進水組件,芯軸和連接軸均為中空軸,芯軸與連接軸固定連接并連通,連接軸的另一端與主動鉆桿連接,芯軸與進水組件連通并轉動連接,設有軸承座對芯軸進行支撐,軸承座內設有套設在芯軸外周的芯軸支撐軸承。
9、有益效果為:通過設置連接軸和水辮部,芯軸與連接軸固定連接并連通,連接軸的另一端與主動鉆桿連接,將水辮部中流入的鉆進介質傳遞給主動鉆桿,并將主動鉆桿和水辮部連接起來。本技術方案中芯軸與主動鉆桿連接且工作過程中與主動鉆桿一同轉動,芯軸支撐軸承能夠確保芯軸轉動的順滑,減少了轉動過程的摩擦和磨損,延長了設備的使用壽命。通過連接軸和芯軸的中空設計,壓力流體能夠順暢地從進水組件傳輸到主動鉆桿,確保了鉆進介質能夠穩定持續地供應,提升了鉆進效率。
10、優選的,作為一種改進,主動鉆桿一端為公接頭,另一端為母接頭,公接頭與雙向接頭可拆卸連接,主動鉆桿外周設有止轉部,止轉部外周截面為多邊形,主軸端部設有端蓋部,端蓋部包括前端蓋以及卡盤,前端蓋固定在卡盤上,前端蓋上開有的限位開孔,前端蓋通過限位開孔對止轉部的轉動進行限位。
11、有益效果為:當主軸帶動端蓋部停止轉動,前端蓋的限位開孔同步停止轉動,限位開孔對止轉部的轉動進行限位,進而使得主動鉆桿能夠停止轉動,上述方式實現了對主動鉆桿的轉動進行限制,但是沒有限制主動鉆桿的軸向滑動,使得主動鉆桿在工作過程中能夠軸向浮動一定距離,能夠有效緩解鉆桿在螺紋連接和拆卸過程中產生的軸向沖擊,從而保護主動鉆桿和其他連接部件,延長設備使用壽命;當主動鉆桿產生軸向浮動時,可以減少對水辮部的沖擊力,減少水辮部的磨損,還能提升其整體的耐用性和可靠性。
12、優選的,作為一種改進,母接頭與止轉塊之間設有限位段,限位段位于卡盤之間,卡盤夾緊到極限位置時與限位段的外周之間仍有間隙。
13、有益效果為:卡盤運動到極限位置時與限位段的外周之間還有間隙,使得限位段能夠沿著卡盤軸向滑動,使得主動鉆桿能夠軸向浮動一定距離,使得卡盤的夾緊力不會直接作用與主動鉆桿上,避免了主動鉆桿直接承受卡盤強大的夾緊力,避免了主動鉆桿的受力形變在往復轉動過程中金屬疲勞形變,從而減少了疲勞損傷,增加了主動鉆桿的使用壽命;由于主動鉆桿的軸向浮動設計,水辮部在工作過程中承受的沖擊力減少,這使得水辮部受力更加均勻。
14、優選的,作為一種改進,剎車蓋上開有進油口一和進油口二,松開活塞遠離夾緊活塞一側與剎車蓋之間形成第一油腔,進油口一能向第一油腔提供液壓油,夾緊活塞遠離松開活塞一側設有第二油腔,進油口二能像第二油腔提供液壓油。
15、有益效果為:壓力油從進油口二進入第二油腔,推動夾緊活塞向靠近卡瓦的方向移動,使其內部的坡面與卡瓦的斜面接觸,因此推動卡瓦向內移動,并限制卡瓦的徑向位移,從而夾緊傳動軸,實現傳動軸制動;壓力油從進油口一進入第一油腔,推動松開活塞移動,其端面推動夾緊活塞向遠離卡瓦的方向移動,解除對卡瓦的徑向位移限制,也就解除了對傳動軸的轉動限制。通過液壓系統實現對剎車組件的自動控制,提高了操作的自動化水平和效率,液壓能夠提供穩定且可調的壓力,確保夾緊和松開過程的精確性,以及液壓具有高穩定性和可靠性,確保了剎車組件在各種工況下都能穩定工作,減少了故障率和維護成本。
16、優選的,作為一種改進,限位段的長度大于卡盤的寬度。
17、有益效果為:限位段的長度大于卡盤夾持的寬度使得主動鉆桿在卡盤中具有一定的浮動距離,以緩解主動鉆桿與鉆桿進行接扣或卸扣時產生的軸向沖擊,從而起到保護主動鉆桿的作用。
18、優選的,作為一種改進,端蓋包括一體的法蘭盤和外套,前端蓋通過法蘭盤與卡盤螺紋固定連接。
19、優選的,作為一種改進,芯軸端部開有進水孔,進水組件包括殼體,殼體內設有與進水孔連通的供水腔,供水腔與進水孔連通,連接軸靠近主動鉆桿一段設有用于與主動鉆桿后端的螺紋連接的外螺紋;連接軸靠近水辮部一端設有用于與芯軸的螺紋連接的內螺紋。
20、有益效果為:通過連接軸和芯軸的中空設置,實現壓力流體的順暢傳輸,確保鉆進介質的穩定供應,提高鉆進效率,連接軸的內外螺紋配合,實現與主動鉆桿和芯軸的穩固連接,確保流體傳輸的穩定性和可靠性。
21、優選的,作為一種改進,止轉部的外輪廓的截面為正六邊形,限位開孔為與止轉部相配合的六方內孔。
22、本技術方案的有益效果為:在現有專利(公開號:cn116905958a)公開的一種定向鉆機動力頭中,當需要更換主動鉆桿時,工作人員需要先將前端蓋拆卸下來,再對主動鉆桿進行解鎖,由于連接軸一端與主動鉆桿螺紋連接,另一端與水辮的芯軸螺紋連接,當工作人員轉動主動鉆桿進行解鎖時,不能準確的將主動鉆桿與連接軸進行解鎖,有可能是將連接軸與水辮的芯軸進行解鎖,由于卡盤前端到夾持器的空間十分有限,在狹窄的操作空間中,即使是單獨取出主動鉆桿,都會給工作人員的操作帶來難度,若是連接軸與水辮的芯軸進行解鎖,工作人員想從前端將主動鉆桿與連接軸一同取出就變得十分困難,同時,若是需要切換至卡盤夾持打撈鉆桿進行工作時,工作人員需要從變速箱后端拆除水辮,將水辮和連接軸從變速箱后端取出,再拆卸掉端蓋將主動鉆桿取出,在此過程中,也不能確保連接軸一定是與主動鉆桿解鎖,若是連接軸與水辮的芯軸進行解鎖,工作人員還需要將主動鉆桿和連接軸從變速箱前端一同取出,才能將打撈鉆桿裝入卡盤中,切換至卡盤夾持進行工作,所以現有技術不論是對主動鉆桿進行更換還是切換卡盤夾持打撈鉆桿進行工作,都是非常的困難,嚴重影響了施工效率。
23、在本方案中,當需要對主動鉆桿進行更換時,由于變速箱后端的操作空間寬廣,工作人員僅需要先松開卡盤,再將水辮部、連接軸以及主動鉆桿連接的整體從變速箱后端取出,從而快速的將損壞的主動鉆桿進行替換,再從變速箱后端將新的主動鉆桿、連接軸以及水辮連接的整體裝入變速箱中,并使主動鉆桿依次穿過主軸、卡盤以及前端蓋,進而快速的完成了對主動鉆桿的更換,降低了更換過程中的不可控因素,增加了施工效率,當需要切換至打撈鉆桿工作時,工作人員重復上述的拆卸過程,安裝時僅需要將打撈鉆桿從變速箱后端裝入主軸,并依次穿過卡盤和前端蓋,最后再通過卡盤夾持打撈鉆桿進行轉動,同時,本技術方案的主動鉆桿有一部分位于卡盤和主軸中,使得主軸通過卡盤帶動主動鉆桿進行轉動時,主動鉆桿轉動更加穩定,能更加精確的與鉆桿進行對接。