专利名称：用于钻机的动力头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于钻机的动力头，特别是一种用于旋挖钻机的动力头。
背景技术：
随着改革开放的深入进行，各种道路、桥梁及高层建筑的施工需要越来越多的大功率、高效率的工程机械，尤其是需要各种输出大扭矩、大轴向压力的钻机。在这些钻机里面，旋挖钻机又是一种适合在建筑基础的钻孔灌注桩工程中完成深度成孔作业的施工机械，它具有输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高的特点，适合于我国大部分地区的土壤地质条件。这些旋挖钻机配合不同的钻具，可用于短螺旋、回转斗及岩层的成孔作业。
然而，作为旋挖钻机的重要组成部分，动力头又是旋挖钻机—具体为钻杆和钻头—工作的动力源。它一般由马达、传动装置及连接钻杆的套筒构成。在具体工作中，马达输出的力矩通过传动装置传递到套筒，从而驱动钻杆及与钻杆相连的钻头回转而完成钻孔作业，通过它能完成高速甩土和低速钻进两种工况。
图1为目前普遍采用的旋挖钻机用动力头的示意图。如图所示，它由普通减速器改造而成，首先是两个低速大扭矩液压马达1’，1’与一级减速机2’，2’相连，然后经减速箱4’将扭矩传递到齿轮轴3’，3’，由齿轮轴3’，3’带动大齿圈7’转动，最后由大齿圈7’带动套筒5’转动，进而驱动钻杆6’及钻头旋转而完成作业。在实际应用中，该动力头存在如下多方面的缺陷。首先，虽然由两个大扭矩马达来提供动力，但还是不能满足需要更大扭矩的场合，尤其是在钻更坚硬的地层或更深的地层时。若通过增加马达数量来提高动力，则会使动力头变得特别庞大，重心也变得不平衡，可靠性差。其次，由于在钻孔作业和甩土作业时使用的是一套减速机构，也就是说减速比不变，所以只能通过改变马达的排量来增大甩土速度。但是，这种方式的调速范围小，无法大幅度地提高甩土速度，从而也就导致钻机的总工作效率受到严重限制。再次，由于不论是钻孔作业还是甩土作业，两液压马达都提供动力，所以在甩土作业时输出的动力就会严重浪费。此外，图1所示的动力头采用从箱体上注润滑油的方式进行润滑，所以不能充分地润滑齿轮箱中的齿轮轴3’、齿圈7’及其他零件。这种不充分润滑本来就加速齿轮的磨损并由此降低动力头的使用寿命，在施工现场的恶劣环境下，这种磨损更加严重。最后，由于图1所示的动力头采用两级减速，若要增大减速比，就要大大增大其体积，最终导致外形非常臃肿，大大降低动力头的可靠性。
实用新型内容本实用新型的目的是，在保持该动力头结构紧凑的前提下，提供一种用于钻机特别是旋挖钻机的大扭矩动力头。本实用新型的另一目的是，提供一种使钻机特别是旋挖钻机高效率、低能耗工作的动力头。根据本实用新型的动力头，能够实现齿轮平稳传动，增大齿轮传递的扭矩。根据本实用新型的动力头，还能实现齿轮传动的充分润滑，延长使用寿命。
根据本实用新型，提供一种用于钻机的动力头，它包括两个主液压马达、两个减速机、两个一级齿轮轴、大齿圈以及与大齿圈固定连接而驱动钻杆的套筒，其中，所述主液压马达分别连接所述减速机，所述减速机的输出轴又分别与所述一级齿轮轴的上端连接，所述一级齿轮轴接合所述大齿圈并由此驱动与大齿圈固定连接的套筒，由所述套筒传递动力而驱动钻杆旋转，该动力头的特征在于，在至少一个一级齿轮轴的下端设置副液压马达。
根据本实用新型的一方面，所述减速机的输出轴通过离合机构与所述一级齿轮轴的上端连接，以便在钻机进行低速钻进时所述减速机与所述一级齿轮轴接合而由所述副液压马达增大由所述两个主液压马达产生的扭矩，在钻机进行甩土时所述离合机构使所述减速机与所述一级齿轮轴脱开而仅由所述副液压马达产生甩土所需要的扭矩。
根据该方面的优选实施方式，所述离合机构包括油缸和控制油缸工作的控制单元。
根据本实用新型的另一方面，在所述一级齿轮轴的一侧分别设置一个二级齿轮轴，所述二级齿轮轴的上部设置从动齿轮，由所述一级齿轮轴接合所述从动齿轮并由此驱动所述二级齿轮轴，由所述二级齿轮轴驱动所述大齿圈。
根据本实用新型的还一方面，在二级齿轮轴的端部设置一个润滑泵，以便在该二级齿轮轴工作时带动该润滑泵工作，从而提供齿轮传动之间所需的润滑油。
根据该方面的优选实施形式，所述润滑泵为双向齿轮泵。
根据本实用新型的再一方面，所述主液压马达为高速变量液压马达。
根据本实用新型的又一方面，所述副液压马达为高速变量液压马达或高速定量液压马达。
根据本实用新型的又一方面，所述减速机为行星齿轮减速机。
由于在一级齿轮轴的下端设置一个或两个副液压马达，所以在钻机—特别是旋挖钻机—进行低速钻进时，由两个主液压马达和一或二个副液压马达共同提供钻孔所需要的扭矩，从而能提供比现有动力头大得多的扭矩。此外，由于设置在一级齿轮轴的下端，所以不至于不合理地增大动力头的体积。
此外，由于采用离合机构，所以在甩土时可由副液压马达提供动力，降低速比，实现高速甩土，提高了整机的工作效率。同理，由于在进行甩土时仅副液压马达提供动力，两主液压马达浮动，所以大大降低现有技术中所存在的动力浪费，降低能源消耗。
在动力头中提供自润滑系统，即自润滑泵，可以在不另外提供动力的情况下，使齿轮传动得到系统润滑。
由于在齿轮箱中设有两级齿轮减速，所以两个小齿轮轴同时驱动一个大齿圈，这样不但使传动更加平稳，而且有利于增大齿轮传递的扭矩，可实现变速及正反转。
在现有技术中，钻孔作业与甩土作业时减速比是一定的，只能通过改变马达的排量来提高速度，这样其速度调节范围受到的很大的限制。然而，本实用新型的动力头在钻孔作业与甩土作业时的减速比是不一样的，所以可以通过改变减速比或马达排量来改变甩土作业的速度，调速的范围更加宽广，甩土的速度更高。由于本实用新型的动力头采用三级减速，在要达到相同减速比时，相对于两级减速，减速箱的体积小，使得结构更为紧凑。
下面将参照附图详细说明本实用新型，其中图1是现有技术中的动力头的示意图；图2是本实用新型的动力头的立体图；图3是本实用新型的动力头的传动结构的主视示意图；图4是本实用新型的动力头的传动结构的左视示意图；图5是本实用新型的动力头的齿轮箱的剖视图，其中是沿大齿圈中心到二级齿轮轴中心再到一级齿轮轴中心的剖视图。
标记清单1、行星齿轮减速机2、一级齿轮轴3、二级齿轮轴4、从动齿轮5、大齿圈6、副液压马达7、润滑泵8、内套筒9、外套筒10、箱体11、主液压马达 12、离合机构。
具体实施方式
如图2至5所示，本实用新型的动力头包括箱体10、两个主液压马达11、两个行星齿轮减速机1、两个一级齿轮轴2、两个二级齿轮轴3、在二级齿轮轴3上的从动齿轮4，与二级齿轮轴3啮合的大齿圈5，由大齿圈5驱动外套筒9，而该外套筒9螺栓固定连接内套筒8，由内套筒8配合钻杆。
具体参照图3和4所示，由两个主液压马达11驱动两个行星齿轮减速机1，该减速机1的输出轴通过离合机构12连接一级齿轮轴2。该离合机构12的一种优选实施形式是一个油缸和控制该油缸工作的控制单元。一级齿轮轴2通过从动齿轮4啮合二级齿轮轴3，由二级齿轮轴3带动大齿圈5转动，大齿圈5带动外套筒及内套筒转动，从而也就驱动钻杆旋转。在一级齿轮轴2的下端设置两个副液压马达6，也可以仅设置一个副液压马达6。在二级齿轮轴的下端设置润滑泵7，该润滑泵优选为双向齿轮泵。在进行钻孔作业时，由两个主液压马达11和两个副液压马达6共同提供动力，大大提高了扭转力。在进行甩土作业时，离合机构使行星齿轮减速机1与一级齿轮轴2脱离，由一个或两个副液压马达驱动钻杆，加速甩土。在上述连接中，主液压马达11通过花键与行星齿轮减速机1连接，副液压马达通过花键和一级齿轮轴连接，润滑泵7通过平键与二级齿轮轴连接。
权利要求1.一种用于钻机的动力头，它包括两个主液压马达、两个减速机、两个一级齿轮轴、大齿圈以及与大齿圈固定连接而驱动钻杆的套筒，其中，所述主液压马达分别连接所述减速机，所述减速机的输出轴又分别与所述一级齿轮轴的上端连接，所述一级齿轮轴接合所述大齿圈并由此驱动与大齿圈固定连接的套筒，由所述套筒传递动力而驱动钻杆旋转，其特征在于，在至少一个一级齿轮轴的下端设置副液压马达。
2.根据权利要求1所述的动力头，其特征在于，所述减速机的输出轴通过离合机构与所述一级齿轮轴的上端连接，以便在钻机进行低速钻进时所述减速机与所述一级齿轮轴接合而由所述副液压马达增大由所述两个主液压马达产生的扭矩，在钻机进行甩土时所述离合机构使所述减速机与所述一级齿轮轴脱开而仅由所述副液压马达产生甩土所需要的扭矩。
3.根据权利要求2所述的动力头，其特征在于，所述离合机构包括油缸和控制油缸工作的控制单元。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的动力头，其特征在于，在所述一级齿轮轴的一侧分别设置一个二级齿轮轴，所述二级齿轮轴的上部设置从动齿轮，由所述一级齿轮轴接合所述从动齿轮并由此驱动所述二级齿轮轴，由所述二级齿轮轴驱动所述大齿圈。
5.根据权利要求4所述的动力头，其特征在于，在二级齿轮轴的端部设置一个润滑泵，以便在该二级齿轮轴工作时带动该润滑泵工作，从而提供齿轮传动之间所需的润滑油。
6.根据权利要求5所述的动力头，其特征在于，所述润滑泵为双向齿轮泵。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的动力头，其特征在于，所述主液压马达为高速变量液压马达。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的动力头，其特征在于，所述副液压马达为高速变量液压马达或高速定量液压马达。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的动力头，其特征在于，所述减速机为行星齿轮减速机。
专利摘要本实用新型公开了一种用于钻机的动力头，特别是用于旋挖钻机的动力头。该动力头包括两个主液压马达、两个减速机、两个一级齿轮轴、大齿圈以及与大齿圈固定连接而驱动钻杆的套筒，其中，所述主液压马达分别连接所述减速机，所述减速机的输出轴又分别与所述一级齿轮轴的上端连接，所述一级齿轮轴接合所述大齿圈并由此驱动与大齿圈固定连接的套筒，由所述套筒传递动力而驱动钻杆旋转，该动力头的特征在于，在至少一个一级齿轮轴的下端设置副液压马达。
文档编号F16H37/00GK2871787SQ20062001829
公开日2007年2月21日 申请日期2006年3月24日 优先权日2006年3月24日
发明者刘世刚 申请人:北京罗特锐机械科技有限公司