双驱动动力头的制作方法

本发明涉及钻孔钻具动力技术领域，更具体涉及双驱动动力头。

背景技术：

高层建筑、铁路或者桥梁的建设，均需要进行打桩，打桩时，需要钻桩孔。根据不同的地质，钻孔后，在钻孔中浇筑桩杆，这种桩称为浇筑桩，或者在钻孔的同时喷入水泥浆，现浇成桩杆，这种桩称为搅拌桩。无论是浇筑桩或者是搅拌桩，都会用到工程钻机。工程钻机的核心部件就是动力头，动力头的主要功能就是将动力部件产生的转矩和转速传递给钻具，实现钻具的连续钻孔和破碎岩石、砾石。随着建筑产业的大力发展，工程钻机的使用越来越广泛，对给钻具提供动力的动力头也提出了更高的要求。

在建筑施工过程中，有采用单向旋转钻具的，也有采用双向旋转钻具的，对应的提供动力的动力头，就有单向旋转动力头和双向旋转动力头。专利号为201310151469.0的中国专利，公开了一种多功能钻机动力头，是提供钻具单向旋转的动力头，其不足之处主要在于：一是，只能一个动力头，只能带动单向旋转的钻具，适用范围小；二是，冲击力度小，钻孔作业效率低，无法满足具有一定厚度的卵石层及岩层地质等特殊地质的施工。专利号为201220581754.7的中国专利，公开了一种搅拌桩机传动装置，是提供钻具双向旋转的动力头，其不足之处主要在于：一是，设备结构复杂、体积大、运输不便；二是，只有一个电机提供动力，动力小，工作效率低，适用于常见的素土地基，无法满足具有一定厚度的卵石层及岩层地质等特殊地质的施工；三是，庞大的电机，重量大，安装在换向齿轮箱的一侧，设备在运转时，振动大，不稳定，容易损坏设备。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种结构简单、体积小、能高频冲击、适用范围广、两个动力头能够独立或协同作业的双驱动动力头。

根据本发明的一个方面，提供了双驱动动力头，其包括组合式座板、下回转动力头、外置式冲击器和上回转动力头，组合式座板的一侧由下往上依次设有下回转头安装位、外置式冲击器安装位和上回转动力头安装位，下回转动力头安装于下回转头安装位，外置式冲击器安装于外置式冲击器安装位，上回转动力头安装于上回转动力头安装位，外置式冲击器与上回转动力头连接，下回转动力头与外置式冲击器、上回转动力头处于同一工作轴心上。由此，外置式冲击器与上回转动力头连接，构成一个整体，下回转动力头与该整体在同一工作轴心上，形成两个驱动动力头，该两个驱动动力头，可以分开控制，独自工作，也可以协同作业。比如，只需要连接单向旋转钻具时，将该单向旋转钻具连接于下回转动力头，启动下回转动力头，可以驱动该单向旋转钻具的转动；比如，需要连接双向旋转钻具时，将该双向旋转钻具的外钻杆连接于下回转动力头，双向旋转钻具的内钻杆穿过下回转动力头，该内钻杆与外置式冲击器连接，启动下回转动力头、外置式冲击器和上回转动力头，外置式冲击器实现高频震动冲击，上回转动力头带动外置式冲击器，外置式冲击器同时驱动内钻杆转动，下回转动力头驱动外钻杆转动。利用外置式冲击器使得该设备，适用多种复杂地质条件的施工，比如，各种常见的素土地质，具有较厚的粉土及砂土地质，具有一定厚度的卵石层及岩层地质。

在一些实施方式中，下回转动力头包括下动力头箱体、下回转轴、下回转马达和下端分流器，下回转轴的外侧通过轴承安装有下回转大齿轮，下回转轴安装于下动力头箱体内，下回转马达的端部设有下回转小齿轮，下回转马达安装于下动力头箱体，下回转小齿轮与下回转大齿轮啮合，下回转轴的下端通过前端转接法兰盘连接有转接盘，下回转轴的上端通过分流器固定座安装下端分流器，下动力头箱体固定安装于下回转头安装位。由此，钻具安装于转接盘，设备运转时，启动下回转马达，下回转马达的下回转小齿轮与下回转大齿轮啮合，带动下回转轴转动，与下回转轴连接的转接盘随着下回转轴转动，钻具也随着转接盘转动，整个下回转动力头结构简单，体积较小。

在一些实施方式中，外置式冲击器包括冲击器固定座、打击轴、高频冲击器和转接扣，打击轴贯穿安装于冲击器固定座，打击轴的上、下两侧分别通过后盖板和前盖板安装于冲击器固定座，打击轴的上端为带键槽的冲击段，打击轴的下端连接转接扣，高频冲击器安装于冲击器固定座外侧，冲击器固定座安装于外置式冲击器安装位。由此，设置高频冲击器，使得打击轴震动，增加钻具的冲击力度，满足具有较厚的粉土及砂土地质、具有一定厚度的卵石层及岩层地质等特殊地质的施工，使得设备的适用范围更广。

在一些实施方式中，上回转动力头包括上动力头箱体、上回转轴、上回转马达和上端分流器，上回转轴的外侧通过轴承安装有上回转大齿轮，上回转轴安装于上动力头箱体内，上回转马达的端部设有上回转小齿轮，上回转马达安装于上动力头箱体，上回转小齿轮与上回转大齿轮啮合，上回转轴的上端通过限位法兰安装上端分流器，上回转轴的内侧设有与带键槽的冲击段匹配的冲击段空腔，上动力头箱体固定安装于上回转头安装位。由此，钻具安装于转接扣，设备运转时，启动上回转马达，上回转马达的上回转小齿轮与上回转大齿轮啮合，带动上回转轴转动，与上回转轴连接的打击轴随着上回转轴转动，打击轴带动转接扣转动，安装于转接扣的钻具也随转接扣转动。在上回转马达运转的同时，高频冲击器也启动，使得外置式冲击器与上回转动力头连接构成整体在旋转的同时实现高频冲击，增加钻具的冲击力度。

在一些实施方式中，组合式座板设有导轨，外置式冲击器安装位和上回转动力头安装位固定连接，外置式冲击器安装位和上回转动力头安装位的底部设有一块与导轨匹配的导轨槽板，外置式冲击器安装位和上回转动力头安装位能够沿着导轨在组合式座板上，上下滑动。由此，设置导轨，主要是为了调节距离的。外置式冲击器和上回转动力头连接构成整体，利用导轨，调节该整体与下回转动力头之间的距离，因为每个钻具的内钻杆的长度可能不同，还有由于施工要求不同，内钻杆伸出外钻杆的长度也不同。

在一些实施方式中，下回转马达设有三个，其中一个下回转马达通过固定座安装于下动力头箱体的顶部，其余两个下回转马达安装于下动力头箱体的底部的左右两侧，三个下回转马达的下回转小齿轮均与下回转大齿轮啮合。由此，三个下回转马达的位置分布合理，能够给下回转轴提供足够的动力，驱动钻具的旋转，尤其在下回转动力头独立工作时，保证钻具的旋转动力。

在一些实施方式中，上回转马达设有两个，两个上回转马达安装于上动力头箱体的底部的左右两侧，两个上回转马达的上回转小齿轮均与上回转大齿轮啮合。由此，两个上回转马达给上回转轴提供足够的动力，驱动驱动钻具的旋转。

在一些实施方式中，高频冲击器设有两个，两个高频冲击器分别通过两块侧盖板安装于冲击器固定座的左右外侧壁。由此，将高频冲击器安装于冲击器固定座的外侧壁，便于后期的维修和更换，对称设置的两个高频冲击器，既保证了高频震动冲击的冲击力度，又保证了设备的稳定性，利于保护设备。

在一些实施方式中，上端分流器和下端分流器均呈阶梯状，上端分流器和下端分流器均设有进料口。由此，呈阶梯状的分流器，使得进料口在进料时，进料速度更快，避免进料口堵塞。

在一些实施方式中，下回转轴的下侧通过下前端固定法兰盘盖一和下前端固定法兰盘盖二固定于下动力头箱体，下回转轴的上侧通过下后端法兰盘盖固定于下动力头箱体，由此，利用法兰盘盖，可防止润滑油脂泄漏和灰尘进入下动力头箱体。

在一些实施方式中，上回转轴的下侧通过上前端固定法兰盘盖一和上前端固定法兰盘盖二固定于上动力头箱体，上回转轴的上侧通过上后端法兰盘盖固定于上动力头箱体。由此，利用法兰盘盖，可防止润滑油脂泄漏和灰尘进入上动力头箱体。

本发明的优点是：本发明所述的双驱动动力头结构简单，科学合理，整个双驱动动力头的体积较小，运输时，可以将组合式座板平过来放，运输也比较方便；利于高频冲击器对打击轴的震动，在上回转动力头运转时，与转接扣连接的钻具在旋转的同时实现高频震动冲击；下回转动力头通过三个下回转马达提供足够的动力，驱动钻具的旋转；两个动力头，能够分开控制，可以独立或协同作业。

附图说明

图1是本发明双驱动动力头的一实施方式的结构示意图；

图2是图1的分解图；

图3是下回转动力头的分解图；

图4是外置式冲击器的分解图；

图5是上回转动力头的分解图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1和2所示，本发明所述一实施方式的双驱动动力头，包括组合式座板1、下回转动力头2、外置式冲击器3和上回转动力头4。组合式座板1的一侧由下往上依次设置下回转头安装位101、外置式冲击器安装位102和上回转动力头安装位103。下回转动力头2安装于下回转头安装位101，外置式冲击器3安装于外置式冲击器安装位102，上回转动力头4安装于上回转动力头安装位103。外置式冲击器3与上回转动力头4连接，下回转动力头2与外置式冲击器3、上回转动力头4处于同一工作轴心上。外置式冲击器3与上回转动力头4连接，构成一个整体，下回转动力头2与该整体在同一工作轴心上，形成两个驱动动力头，该两个驱动动力头，可以分开控制，独自工作，也可以协同作业。具体的，如只需要连接单向旋转钻具时，将该单向旋转钻具连接于下回转动力头2，启动下回转动力头2，可以驱动该单向旋转钻具的转动。下回转动力头2与外置式冲击器3、上回转动力头4处于同一工作轴心上，如需要连接双向旋转钻具时，将该双向旋转钻具的外钻杆连接于下回转动力头2，双向旋转钻具的内钻杆穿过下回转动力头2，该内钻杆与外置式冲击器3连接，启动下回转动力头2、外置式冲击器3和上回转动力头4，外置式冲击器3实现高频震动冲击，上回转动力头4带动外置式冲击器3，外置式冲击器3同时驱动内钻杆转动，下回转动力头2驱动外钻杆转动。利用外置式冲击器3使得该设备，适用多种复杂地质条件的施工，比如，各种常见的素土地质，具有较厚的粉土及砂土地质，具有一定厚度的卵石层及岩层地质。

如图3所示，下回转动力头2包括下动力头箱体201、下回转轴202、下回转马达203和下端分流器204。下回转轴202的外侧通过轴承安装有下回转大齿轮2021。下回转轴202安装于下动力头箱体201内，具体的，下回转轴202的下侧依次安装有下前端固定法兰盘盖一209和下前端固定法兰盘盖二210，使得下回转轴202的下侧固定于下动力头箱体201，下回转轴202的上侧通过下后端法兰盘盖211固定于下动力头箱体201。利用法兰盘盖，可防止润滑油脂泄漏和灰尘进入下动力头箱体201。下回转马达203的端部安装有下回转小齿轮2031，下回转马达203通过螺丝固定于下动力头箱体201，下回转马达203的下回转小齿轮2031位于下动力头箱体201内部，且下回转小齿轮2031与下回转大齿轮2021啮合。下回转轴202的下端套设有前端转接法兰盘205，前端转接法兰盘205通过前端转接法兰固定盖212连接有转接盘206。下回转轴202的上端套设有分流器固定座207，通过分流器固定座207安装下端分流器204。下动力头箱体201通过左右两侧的下动力头侧边固定座213安装于下回转头安装位101。钻具安装于转接盘206，设备运转时，启动下回转马达203，下回转马达203的下回转小齿轮2031与下回转大齿轮2021啮合，带动下回转轴202转动，与下回转轴202连接的转接盘206随着下回转轴202转动，钻具也随着转接盘206转动，整个下回转动力头2结构简单，体积较小。

如图3所示，下回转马达203设有三个，其中一个下回转马达203通过固定座208安装于下动力头箱体201的顶部，其余两个下回转马达203安装于下动力头箱体201的底部的左右两侧，三个下回转马达203的下回转小齿轮2031均与下回转大齿轮2021啮合。三个下回转马达203的位置分布合理，能够给下回转轴202提供足够的动力，驱动钻具的旋转，尤其在下回转动力头2独立工作时，保证钻具的旋转动力。

如图4所示，外置式冲击器3包括冲击器固定座301、打击轴302、高频冲击器303和转接扣304。打击轴302贯穿安装于冲击器固定座301内，打击轴302的上、下两侧均套有轴套308，打击轴302的上、下两侧分别通过后盖板305和前盖板306安装于冲击器固定座301，打击轴302的上端为带键槽的冲击段3021，打击轴302的下端连接转接扣304。高频冲击器303设有两个，两个高频冲击器302分别通过两块侧盖板307用螺丝固定于冲击器固定座301的左右外侧壁。将高频冲击器303安装于冲击器固定座301的外侧壁，便于后期的维修和更换。对称设置的两个高频冲击器303，使得打击轴302震动，既增加钻具的高频震动冲击的冲击力度，又满足具有较厚的粉土及砂土地质、具有一定厚度的卵石层及岩层地质等特殊地质的施工，使得设备的适用范围更广，还保证了设备的稳定性，利于保护设备。

如图1和5所示，上回转动力头4包括上动力头箱体401、上回转轴402、上回转马达403和上端分流器404。上回转轴402的外侧通过轴承安装有上回转大齿轮4021。上回转轴402安装于上动力头箱体401内，具体的，上回转轴402的下侧依次安装有上前端固定法兰盘盖一406和上前端固定法兰盘盖二407，使得上回转轴402的下侧固定于上动力头箱体401，上回转轴402的上侧通过上后端法兰盘盖408固定于上动力头箱体401。利用法兰盘盖，可防止润滑油脂泄漏和灰尘进入上动力头箱体401。上回转马达403的端部安装有上回转小齿轮4031，上回转马达403通过螺丝固定于上动力头箱体401，上回转马达403的上回转小齿轮4031位于上动力头箱体401内部，且上回转小齿轮4031与上回转大齿轮4021啮合。上回转轴402的上端通过限位法兰405安装上端分流器404。上回转轴402的内侧设有与带键槽的冲击段3021匹配的冲击段空腔4022，打击轴302的带键槽的冲击段3021连接于上回转轴402的冲击段空腔4022，上端分离器404、上回转轴402、打击轴302、转接扣304、下端分离器204、下回转轴202、转接盘206都处于同一工作轴心上。上动力头箱体401通过左右两侧的上动力头侧边固定座409安装于上回转头安装位103。钻具安装于转接扣304，设备运转时，启动上回转马达403，上回转马达403的上回转小齿轮4031与上回转大齿轮4021啮合，带动上回转轴402转动，与上回转轴402连接的打击轴302随着上回转轴402转动，打击轴302带动转接扣304转动，安装于转接扣304的钻具也随转接扣304转动。在上回转马达403运转的同时，高频冲击器303也启动，使得外置式冲击器3与上回转动力头2连接构成整体在旋转的同时实现高频冲击，增加钻具的冲击力度。

如图5所示，上回转马达403设有两个，两个上回转马达403安装于上动力头箱体401的底部的左右两侧，两个上回转马达403的上回转小齿轮4031均与上回转大齿轮4021啮合。两个上回转马达403给上回转轴402提供足够的动力，驱动驱动钻具的旋转。

如图2所示，组合式座板1设有导轨104，外置式冲击器安装位102和上回转动力头安装位103固定连接，外置式冲击器安装位102和上回转动力头安装位103的底部设有一块与导轨104匹配的导轨槽板105，外置式冲击器安装位102和上回转动力头安装位103能够沿着导轨104在组合式座板1上，上下滑动。设置导轨104，主要是为了调节距离的。外置式冲击器3和上回转动力头4连接构成整体，利用导轨104，调节该整体与下回转动力头2之间的距离，因为每个钻具的内钻杆的长度可能不同，还有由于施工要求不同，内钻杆伸出外钻杆的长度也不同。

如图1所示，上端分流器404和下端分流器204均呈阶梯状，由上至下外径呈阶梯状逐渐增大，上端分流器404和下端分流器204均连接有进料口5。呈阶梯状的分流器，使得进料口5在进料时，进料速度更快，避免进料口5堵塞。当只需要钻孔时，上端分流器404和下端分流器204的进料口5均不需要连接介质。当只有下回转动力头2的转接盘206连接钻具，在钻孔的过程中，需要喷入水泥浆或者水或者其他介质的话，该下端分流器204的进料口5可以连接所需介质。当需要连接双向旋转钻具，在钻孔的过程中，需要喷入水泥浆或者水或者其他介质的话，下端分流器204的进料口不连接所需介质，上端分流器404的进料口连接所需介质。各种类型的桩基础，所需要连接的介质都不同，该双驱动动力头可用于多种类型的桩基础进行施工，比如，高压旋喷桩(包括定喷、摆喷、旋喷)、双向水泥搅拌桩、粉喷桩、各种注浆类基础加固。

整个双驱动动力头结构简单，科学合理，整个双驱动动力头的体积较小，运输时，可以将组合式座板1平过来放，运输也比较方便。利于高频冲击器303对打击轴302的震动，在上回转动力头4运转时，与转接扣304连接的钻具在旋转的同时实现高频震动冲击。下回转动力头4通过三个下回转马达203提供足够的动力，驱动钻具的旋转。两个动力头，能够分开控制，可以独立或协同作业。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。