专利名称：用于坑道钻机的动力头的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻机制造领域，更具体地说，涉及用于坑道钻机中的动力头。
背景技术：
钻机(drill)是在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械 设备。主要作用是破碎钻孔底部的岩石，下入或提出在孔内的钻具，以探明地下地质和矿产 资源等情况。按施工现场可分为地表钻机、坑道钻机、海底沉没式钻机等。其中，坑道钻机 以全液压动力头式为主，一般由主机、泵站、操纵台三部分构成，在不同应用环境需要不同 规格的坑道钻机，就规格为ZDY380规格的而言，其中，Z代表为钻机，D表示动力头方式，Y 表示液压传动，380表示额定转矩为380N. m。在这种规格的坑道钻机中，参照附图1的动力头，其中，1为快换接头；2为马达进 出油口接头；3为液压马达；4为马达泄油口接头；5为驱动轴(驱动套)；6为手柄；7为液 压马达输出轴；8为连接器；9为动力头壳体；10为油封；11为弹簧；12为密封圈；13为六方 轴；14为水辫轴；15为水辫轴壳体。该动力头主要包括驱动轴5、六方轴13、动力头壳体 9、水辫轴和水辫轴壳体15。驱动轴5中间设置为通孔，通孔内部一端用于安装液压马达输 出轴7 —端通过连接器8与六方轴13相连；驱动轴外部套装有动力头壳体9，动力轴壳体9 一端安装在液压马达上，另一端通过压盖安装在驱动轴5上，在驱动轴5的末端通过轴套安 装有弹簧11，水辫轴14通过螺钉安装在六方轴13上，水辫轴14上安装有水辫轴壳体15。上述结构中的动力头，由于驱动轴5通过六方轴13与水辫轴14相连，在满足特定 转矩的情况下，六方轴是主要的传递转矩的部件，所以对于六方轴的直径要求比较大，而套 装在六方轴13上的驱动轴5自然而然体积就会更大，因此整个动力头在传递特定转矩的条 件下，其体积和重量都比较大，操作者使用不方便，而且六方轴需要加工成六面体，与此配 合的安装孔也要加工成六面体状，所以加工比较困难。由于水辫轴壳体与动力头壳体分体 式设计，所以在水辫轴转动时，水辫轴壳体也会随其转动，增加了钻孔作业时的阻力，由于 水辫轴壳体伴随水辫轴一起转动在，水辫轴壳体上的螺钉变松后，很可能被甩出，造成无法 顺利进行工作。
发明内容
有鉴于此，本发明提供坑道钻机用动力头，以解决现有技术中操作方便。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案—种用于坑道钻机的动力头，包括液压马达；驱动轴，所述驱动轴与所述液压马达的输出轴相连；动力头壳体，所述动力头壳体通过轴承套在所述驱动轴上，且一端与所述液压马 达相连；水辫轴，所述水辫轴与所述驱动轴相连；和水辫轴壳体，所述水辫轴壳体套在所述水辫轴上。
优选地，在上述用于坑道钻机的动力头中，所述驱动轴包括设置有第一安装孔的底座；和设置有安装所述液压马达的输出轴第二安装孔的主体，所述主体上末端设置有用 于安装螺母的螺纹。优选地，在上述用于坑道钻机的动力头中，所述驱动轴上还设置有止动垫圈，所述 止动垫圈设置在所述螺母和所述轴承之间。优选地，在上述用于坑道钻机的动力头中，所述水辫轴包括设置有与所述驱动轴的底座相连的底座；和套装有所述水辫轴壳体的主体。优选地，在上述用于坑道钻机的动力头中，还包括前密封圈，所述前密封圈设置在 所述水辫轴和所述水辫轴壳体之间。优选地，在上述用于坑道钻机的动力头中，所述水辫轴的供水口处还设置有衬套。从上述技术方案可以看出，本发明实施例中由于驱动轴与水辫轴直接相连，驱动 轴的直径相对较小，动力头的重量比较小，所以操作人员操作比较方便。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中坑道钻机中动力头的主视图2为本发明实施例提供的坑道钻机中动力头的主视图
图3为本发明实施例提供的坑道钻机中动力头的俯视图
图4为本发明实施例提供的驱动轴的主视图5为本发明实施例提供的驱动轴的侧视图6为本发明实施例提供的水辫轴的主视图7为本发明实施例提供的水辫轴的侧视图8为本发明实施例提供的动力头壳体的主视图9为本发明实施例提供的动力头壳体的侧视图10为本发明实施例提供的动力头壳体的俯视图11为本发明实施例提供的水辫轴壳体的主视图12为本发明实施例提供的水辫轴壳体的侧视图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种坑道钻机用的动力头，该动力头具有质量小结构简单的特点。请参照附图2和图3，图2为动力头的主视图；图3为动力头的俯视图。其中，1为快换接头；2为马达进油转动套；3为液马达；4为快换接头；5为马达泄 油组件；6为圆螺母；7为止动垫圈；8为轴承；9为动力头壳体；10为驱动轴；11为轴承；12 为水辫轴；13为油封；14为中间盖；15为衬套；16为前密封圈；17水辫轴壳体；18水辫轴压 盖；19配水接头；22为弯头；21为内接头；20为球阀。在本发明实施例中的动力头是应用在坑道钻机上的，这种坑道钻机泵站、操作台 和动力头三部分，和传统的坑道钻机相比主要改进点在于动力头部分，该动力头的改进点 在于驱动轴和水辫轴的连接关系，在本实施例中水辫轴通过螺栓直接与驱动轴相连。下面 对上述内容进行详细介绍。本发明中的动力头包括快换接头1、马达进油转动套2、液压马达3、快换接头4、 马达泄油组件5、驱动轴10、动力头壳体9、水辫轴12和水辫轴壳体17组成。其中，快换接头1与马达进油转动套2相连，快换接头4和马达泄油组件5相连， 马达进油转动套2和马达泄油组件5分别与液压马达3相连，液压马达3直接与驱动轴10 相连，液压马达的进油口与操作台上的马达进出油口相连，泄油口接头与泵站上的回油口 相连。驱动轴10上设置有动力头壳体9，驱动轴10和动力头壳体9之间设置有轴承8和 11，驱动轴10输出端直接与水辫轴12相连；水辫轴12上设置有水辫轴壳体17。驱动轴10和水辫轴12直接相连的这种结构与传统的动力头和驱动轴的连接关系 相比，具有如下优点首先，传统的驱动轴需要通过六方轴完成驱动轴与水辫轴的转矩的传递，而本实 施例通过驱动轴与水辫轴直接相连来传递转矩，因此，在传递相同转矩时，传统的动力头中 六方轴的直径与本实施例中驱动轴的大小相近。由于，传统的动力头中六方轴上还套设有 驱动轴(驱动套)，所以传统的动力头的体积比本实施例中体积大很多，在采用相同材质制 作动力头时传统的动力头比本实施例中的动力头质量大，操作人员操作时不方便。其次，由于本实施例中驱动轴和水辫轴在传递转矩时是通过本身的固定方式进行 传递的，而传统动力头中驱动轴和六方轴是通过本身形变进行传递的，该动力头使用时难 免会产生磨损，此时，就造成传递转矩不准确，还有可能在钻孔作业时，打破钻头。最后，由于六方轴以及和六方轴相配合的驱动轴中孔在加工过程中需要加工出六 个面，与加工成圆柱形相比，加工比较复杂。请参照附图4和图5中的驱动轴10，图4为驱动轴的主视图；图5为驱动轴的侧 视图。其中，101为底座；102为主体；103和104为安装孔；105为第一阶梯部；106为第 二阶梯部；107为第三阶梯部。该驱动轴10包括底座101和主体102，在轴的主体102为阶梯状，其中，靠近液压 马达输出轴那端为第一阶梯部105，第一阶梯部105用于安装定位部件，第二阶梯部106用 于安装轴承8，第三阶梯部107靠近底座那端用于安装轴承11 ；在主体102上开设有安装孔 103，安装孔103用于安装液压马达的输出轴，二者之间通过键传递转矩；第一阶梯部105上 开设有凹槽，通过该凹槽在定位部件和轴承8之间安装有止动垫圈7，止动垫圈7通过自身形变为定位部件提供预紧力，放置定位部件脱落，所述定位部件为圆螺母；所述底座101上 边缘均勻分布有安装孔104，安装孔104用于安装水辫轴12。请参照附图6和图7的水辫轴12，图6为水辫轴的主视图；图7为水辫轴的侧视图。其中，121为底座；122为主体；123为供水孔；124为安装孔；125为连接螺纹。该水辫轴12包括底座121和主体122，所述底座121上设置有沉孔和安装孔124， 该沉孔与驱动轴上的底座101相配合，安装孔124与驱动轴10的底座101上的安装孔104 相互配合，通过安装螺钉将驱动轴10和水辫轴12连接在一起。在所述螺钉和底座121之 间还设置有垫圈，可以防止螺钉变松。主体122上设置的供水孔123，通过该供水孔123可以为钻杆供水或者空气。在设 置连接螺纹125那端设置成圆锥状的，便于安装钻杆，从而向钻杆传递转矩。本发明另一实施例中公开了另一种动力头，该动力头中水辫轴壳体直接安装在动 力头壳体上，下面具体介绍该动力头结构。包括快换接头1、马达进油转动套2、液压马达3、快换接头4、马达泄油组件5、驱 动轴10、动力头壳体9、水辫轴12和水辫轴壳体17组成。其中，快换接头1与马达进油转动套2相连，快换接头4和马达泄油组件5相连， 马达进油转动套2和马达泄油组件5分别与液压马达3相连，液压马达3直接与驱动轴10 相连，液压马达的进油口与操作台上的马达进出油口相连，泄油口接头与泵站上的回油口 相连。驱动轴10上设置有动力头壳体9，驱动轴10和动力头壳体9之间设置有轴承8和 11 ；水辫轴12上设置有水辫轴壳体17，水辫轴壳体17安装在动力头壳体9上。上述结构与传统的结构相比，传统的动力头中在水辫轴转动时，会带动水辫轴壳 体进行转动，无形中增加了钻头转动时的阻力，且由于水辫轴壳体在转动过程中很有可能 产生飞溅现象，影响坑道钻机的正常使用。本实施例中由于将水辫轴壳体安装在动力头壳 体上，动力头壳体之间安装在液压马达上并不随着驱动轴转动，因此水辫轴壳体也不会随 着水辫轴转动，转矩传递过程中的阻力，降低事故发生效率。参照附图8-10的动力头壳体9，图8为动力头壳体的主视图；图9为动力头壳体 的侧视图；图10为动力头壳体的俯视图。其中，91为安装部；92和93为轴承定位部；94为旋转耳子；95为压块；96底座。该动力头壳体9包括安装部91、轴承定位部92和93、压块95和底座96。安装部91上设置有安装孔，通过该安装孔可以将动力头壳体安装到液压马达上；轴承定位部92用于对轴承8进行轴向定位；轴承定位部93用于对轴承11进行轴向定位；压块95用于将动力头安装在动力头底座上；底座96底面为水平的便于动力头的安装定位。上述动力头壳体9还包括旋转耳子94，旋转耳子94方便动力头的安装和拆卸。在 与安装部91对应的另一端上设置有安装孔，该安装孔用于安装水辫轴壳体17。参照附图11和图12水辫轴壳体17，图11为水辫轴壳体的主视图；图12为水辫 轴壳体的侧视图。
6
其中，171为底座；172为主体；173为进水孔；174为进水接头座。该水辫轴壳体17包括底座171和主体172，其中，底座171上设置有安装孔，该安装孔与动力头壳体9上安装孔相配合通过螺钉将 水辫轴壳体17安装到动力头壳体9上，另外，在水辫轴壳体与螺钉之间还设置有垫圈，防止 螺钉变松。进水孔173设置在主体172上，用于供水；1进水接头座174，用于通过弯头22、 内接头21、球阀20与配水接头19相连。本发明又一实施例中还公开了一种动力头，该动力头不仅设置成驱动轴与水辫轴 直接相连，还将水辫轴壳体直接安装到动力头壳体上。具体的请参照下文详细介绍。动力头包括快换接头1、马达进油转动套2、液压马达3、快换接头4、马达泄油组 件5、驱动轴10、动力头壳体9、水辫轴12和水辫轴壳体17组成。其中，快换接头1与马达进油转动套2相连，快换接头4和马达泄油组件5相连， 马达进油转动套2和马达泄油组件5分别与液压马达3相连，液压马达3直接与驱动轴10 相连，液压马达的进油口与操作台上的马达进出油口相连，泄油口接头与泵站上的回油口 相连。驱动轴10上设置有动力头壳体9，驱动轴10和动力头壳体9之间设置有轴承8和 11，驱动轴10输出端直接与水辫轴12相连；水辫轴12上设置有水辫轴壳体17 ；水辫轴壳 体17安装在动力头壳体9上。水辫轴壳体通过弯头22、内接头21、球阀20与配水接头19 相连。驱动轴10和水辫轴12直接相连的这种结构与传统的动力头和驱动轴的连接关系 相比，具有如下优点传统的驱动轴需要通过六方轴完成驱动轴与水辫轴的转矩的传递，而本实施例通 过驱动轴与水辫轴直接相连来传递转矩，因此，在传递相同转矩时，传统的动力头中六方轴 的直径与本实施例中驱动轴的大小相近。由于，传统的动力头中六方轴上还套设有驱动轴 (驱动套)，所以传统的动力头的体积比本实施例中体积大很多，在采用相同材质制作动力 头时传统的动力头比本实施例中的动力头质量大，操作人员操作时不方便。由于本实施例中驱动轴和水辫轴在传递转矩时是通过本身的固定方式进行传递 的，而传统动力头中驱动轴和六方轴是通过本身形变进行传递的，该动力头使用时难免会 产生磨损，此时，就造成传递转矩不准确，还有可能在钻孔作业时，打破钻头。由于六方轴以及和六方轴相配合的驱动轴中孔在加工过程中需要加工出六个面， 与加工成圆柱形相比，加工比较复杂。传统的动力头中在水辫轴转动时，会带动水辫轴壳体进行转动，无形中增加了钻 头转动时的阻力，且由于水辫轴壳体在转动过程中很有可能产生飞溅现象，影响坑道钻机 的正常使用。本实施例中由于将水辫轴壳体安装在动力头壳体上，动力头壳体之间安装在 液压马达上并不随着驱动轴转动，因此水辫轴壳体也不会随着水辫轴转动，转矩传递过程 中的阻力，降低事故发生效率。另外，参照附图2，还可以在动力头壳体9和水辫轴壳体17之间设置中间盖14，可 以有效放置水辫轴内的水进入动力头壳体内部，以免使轴承发生腐蚀。在中间盖与水辫轴 相接触的位置上还设置有油封13，防水防油效果更好。在水辫轴12与水辫轴壳体17之间设置有前密封圈16，前密封圈可以有效地防止水沿着水辫轴轴线方向流出，且在水辫轴的供水口处安装有衬套15，衬套15的安装可以有 效地防止前密封圈阻塞供水口。前密封圈16通过水辫压盖18封在水辫轴壳体17内。请参照附图4和如5中的驱动轴10，图4为驱动轴的主视图；图5为驱动轴的侧 视图。其中，101为底座；102为主体；103和104为安装孔；105为第一阶梯部；106为第 二阶梯部；107为第三阶梯部。该驱动轴10包括底座101和主体102，在轴的主体102为阶梯状，其中，靠近液压 马达输出轴那端为第一阶梯部105，第一阶梯部105用于安装定位部件，第二阶梯部106用 于安装轴承8，第三阶梯部107靠近底座那端用于安装轴承11 ；在主体102上开设有安装孔 103，安装孔103用于安装液压马达的输出轴，二者之间通过键传递转矩；第一阶梯部105上 开设有凹槽，通过该凹槽在定位部件和轴承8之间安装有止动垫圈7，止动垫圈7通过自身 形变为定位部件提供预紧力，放置定位部件脱落，所述定位部件为圆螺母；所述底座101上 边缘均勻分布有安装孔104，安装孔104用于安装水辫轴12。请参照附图6和图7的水辫轴12，图6为水辫轴的主视图；图7为水辫轴的侧视图。其中，121为底座；122为主体；123为供水孔；124为安装孔；125为连接螺纹。该水辫轴12包括底座121和主体122，所述底座121上设置有沉孔和安装孔124， 该沉孔与驱动轴上的底座101相配合，安装孔124与驱动轴10的底座101上的安装孔104 相互配合，通过安装螺钉将驱动轴10和水辫轴12连接在一起。在所述螺钉和底座121之 间还设置有垫圈，可以防止螺钉变松。主体122上设置的供水孔123，通过该供水孔123可以为钻杆供水或者空气。在设 置连接螺纹125那端设置成圆锥状的，便于安装钻杆，从而向钻杆传递转矩。参照附图8-10的动力头壳体9，图8为动力头壳体的主视图；图9为动力头壳体 的侧视图；图10为动力头壳体的俯视图。其中，91为安装部；92和93为轴承定位部；94为旋转耳子；95为压块；96底座。该动力头壳体9包括安装部91、轴承定位部92和93、压块95和底座96。安装部91上设置有安装孔，通过该安装孔可以将动力头壳体安装到液压马达上；轴承定位部92用于对轴承8进行轴向定位；轴承定位部93用于对轴承11进行轴向定位；压块95用于将动力头安装在动力头底座上；底座96底面为水平的便于动力头的安装定位。上述动力头壳体9还包括旋转耳子94，旋转耳子94方便动力头的安装和拆卸。在 与安装部91对应的另一端上设置有安装孔，该安装孔用于安装水辫轴壳体17。参照附图11和图12水辫轴壳体17，图11为水辫轴壳体的主视图；图12为水辫 轴壳体的侧视图。其中，171为底座；172为主体；173为进水孔；174为进水接头座。该水辫轴壳体17包括底座171和主体172，其中，底座171上设置有安装孔，该安装孔与动力头壳体9上安装孔相配合通过螺钉将 水辫轴壳体17安装到动力头壳体9上，另外，在水辫轴壳体与螺钉之间还设置有垫圈，防止螺钉变松。进水孔173设置在主体172上，用于供水；1进水接头座174，用于通过弯头22、 内接头21、球阀20与配水接头19相连。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种用于坑道钻机的动力头，包括液压马达，其特征在于，还包括驱动轴(10)，所述驱动轴(10)与所述液压马达(3)的输出轴相连；动力头壳体(9)，所述动力头壳体(9)通过轴承套在所述驱动轴(10)上，且一端与所述液压马达(3)相连；水辫轴(12)，所述水辫轴(12)与所述驱动轴(10)相连；和水辫轴壳体(17)，所述水辫轴壳体(17)套在所述水辫轴(12)上。
2.根据权利要求1所述的用于坑道钻机的动力头，其特征在于，所述驱动轴(10)包括设置有第一安装孔(104)的底座(101)；和设置有安装所述液压马达(3)的输出轴第二安装孔(103)的主体(102)，所述主体 (102)上末端设置有用于安装螺母的螺纹。
3.根据权利要求2所述的用于坑道钻机的动力头，其特征在于，所述驱动轴(10)上还 设置有止动垫圈(7)，所述止动垫圈(7)设置在所述螺母和所述轴承之间。
4.根据权利要求3所述的用于坑道钻机的动力头，其特征在于，所述水辫轴(12)包括设置有与所述驱动轴(10)的底座(101)相连的底座(121)；和 套装有所述水辫轴壳体(17)的主体(122)。
5.根据权利要求4所述的用于坑道钻机的动力头，其特征在于，还包括前密封圈(16)， 所述前密封圈(16)设置在所述水辫轴(12)和所述水辫轴壳体(17)之间。
6.根据权利要求5所述的用于坑道钻机的动力头，其特征在于，所述水辫轴(12)的供 水口处还设置有衬套(12)。
全文摘要
本发明实施例公开了一种用于坑道钻机的动力头，包括液压马达；驱动轴(10)，所述驱动轴(10)与所述液压马达(3)的输出轴相连；动力头壳体(9)，所述动力头壳体(9)通过轴承套在所述驱动轴(10)上，且一端与所述液压马达(3)相连；水辫轴(12)，所述水辫轴(12)与所述驱动轴(10)相连；和水辫轴壳体(17)，所述水辫轴壳体(17)套在所述水辫轴(12)上。驱动轴与水辫轴直接相连，驱动轴的直径相对较小，动力头的重量比较小，所以操作人员操作比较方便。
文档编号E21B3/02GK101906933SQ201010243690
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者江治明, 石本华 申请人:重庆平山矿山机电设备有限公司