钻机专用可调速动力头及其使用方法与流程

本发明属于动力头技术领域，具体涉及钻机专用可调速动力头及其使用方法。

背景技术：

钻机广泛用于探矿、铁路、公路、桥梁、水利水电、隧道、水井、锚杆、小口径金刚石岩心绳索取芯钻探、工民建、工程地质勘探、地源热钻孔、煤层气钻探，防突钻机等的钻进。

公告号为cn110921940a的中国专利公开了一种旋挖钻机动力头，包括动力头，所述动力头的后侧固定有固定框，所述固定框外部设置有固定座，所述固定座靠近动力头一侧开设有与固定框相匹配的安装槽，所述固定座内设置有固定框相连的固定组件，所述固定座后侧设置有滑板，所述滑板上固定有与固定座滑动连接的u型座，所述u型座的顶部和底部分别固定有固定板，所述固定座的后侧固定有固定圆盘，所述固定圆盘外部设有固定在两固定板之间的减震组件，所述固定组件包括转动设于固定座上下两侧间且上端穿过固定座的螺杆，所述螺杆外部套接有螺纹套筒，所述螺纹套筒顶部两侧分别固定有第一l型杆，本发明具有便于拆装和工作稳定的特点。

目前的钻孔设备中，采用单动力头在有些土壤和岩石硬度较高的地方会出现动力不足的情况下，导致钻孔的效率低；有些钻机为了解决这一问题在动力头上都采用功率较大的液压马达，这样在土壤和岩石硬度不高的地方动力过于浪费。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了钻机专用可调速动力头，用以解决现有装置单动力头动力不足、功率较大的液压马达过于浪费的问题。本发明还提供了该钻机专用可调速动力头的使用方法，本发明的方法操作方便，简单易懂，操作人员经过简单的培训，即可熟练掌握；改变马达动力的方式有两种，既可以通过转换阀改变，也可以手动连接，实现两个马达的串联并联，两种方式根据实际情况进行选择，提高了装置使用的灵活性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：钻机专用可调速动力头，包括动力头主体、第一液压马达、第二液压马达、钻杆和转换阀，所述动力头主体顶部设有两个马达连接部，两个所述液压马达与两个马达连接部分别连接，所述转换阀安装于动力头主体上，且所述转换阀与第一液压马达、第二液压马达和动力头主体连接，所述钻杆穿过动力头主体分别与第一液压马达和第二液压马达连接，所述转换阀将第一液压马达和第二液压马达的连接方式在并联和串联中切换。

第一液压马达和第二液压马达通过串联与并联的组合应用，巧妙的解决了单动力头动力不足，功率较大的液压马达过于浪费的问题，既节约了能源又完成了钻机任务；转换阀可以调节第一液压马达和第二液压马达改变其回油作用，从而实现串联或并联，以满足不同的动力需求，适用于不同钻具，达到合理运用动力的目的，既不浪费动力，也不会出现动力不足的情况。

进一步，所述马达连接部包括定位台和第一密封板，所述定位台安装于动力头主体上，所述第一液压马达和第二液压马达分别通过第一密封板平行安装于定位台上部。

第一液压马达和第二液压马达通过定位台和第一密封板安装在主体上，可以确保连接的密封性，包证装置的在作业时处于稳定的状态。

进一步，所述转换阀上面安装有两根液压油管和调节手柄，所述第一液压马达、第二液压马达和转换阀通过液压油管连接，所述调节手柄安装于转换阀的侧面，所述调节手柄控制液压马达的进油和回油。

通过调节手柄来控制进油和回油，再使用液压油管将进油和回油传递到第一液压马达和第二液压马达上，实现马达串联并联的功能转变，提升装置可靠性。

进一步，所述第一液压马达和第二液压马达上安装有第二密封板，所述第一密封板与所述第二密封板并排连接，所述第一液压马达和第二液压马达并排安装，所述第一液压马达和第二液压马达的液压油管与转换阀连接。

定位台、第一密封板的组合连接，确保了第一液压马达、第二液压马达与动力头主体之间的安装配合得更有效，提高整体装置的稳定性。

进一步，所述第一液压马达和第二液压马达上安装有两个第二密封板，所述第一密封板与所述第二密封板重叠连接，所述第一液压马达和第二液压马达重叠安装，所述第一液压马达的液压油管连接第二液压马达，第二液压马达的液压油管连接转换阀。

除了使用转换阀，还可以直接调整第一液压马达和第二液压马达的安装方式，达到手动控制马达串联或并联，为转换阀出现故障后的备选方案，提升装置的灵活性。

进一步，所述动力头主体还安装有轴外壳、第一轴承圈、动力轴固定头和第二轴承圈，所述第一轴承圈与钻杆固定安装，所述第一轴承圈和动力头主体通过轴外壳连接，所述第二轴承圈与动力轴固定头固定安装，所述动力轴固定头安装于第一液压马达和第二液压马达中间。

第一轴承圈可以与钻杆连接，从而实现第一液压马达和第二液压马达对钻杆实施的发力，更好的体现装置的作用。

进一步，所述轴外壳背部安装有连接片和支撑座，所述支撑座通过连接片与轴外壳连接，且所述支撑座上设置有第一减压孔。

装置背部的连接片和支撑座是为了更好地稳定装置，确保装置的动力更够稳定、持续、有效地产生作用。

进一步，所述支撑座连接有动力头底座，所述动力头底座上设置有第二减压孔，所述动力头底座侧面还安装有调节片，调节片与动力头底座通过螺栓结构连接。

动力头底座设置有第二减压孔，可以缓解装置作业产生的压力，使装置的作用发挥得更稳定，调节片上面设置的小孔，可以调节底座的长度，使动力头拥有更多的灵活性。

进一步，所述动力头底座上部和底部分别开有一个固定孔。

两个固定孔固定孔中间可以穿过一根固定轴，使整个动力头装置能够与钻机的其他部位固定，形成一个整体，提高工作效率。

上述的钻机专用可调速动力头的使用方法，包括以下步骤：

s1：安装钻头：选择合适作业的钻头，将钻头安装在钻杆末端；

s2：改变动力方式一：调整转换阀上的调节手柄，起到调节第一液压马达和第二液压马达改变其回油作用，从而实现第一液压马达和第二液压马达串联或并联；

s3：改变动力方式二：也可通过改变第一液压马达和第二液压马达的安装方式，重叠安装时为串联，并排安装时为并联，实现第一液压马达和第二液压马达串联或并联的手动切换；

s4：马达串联，当第一液压马达和第二液压马达调节为串联时，低扭矩，增加速度，满足较大的动力需求；

s5：马达并联，当第一液压马达和第二液压马达调节为并联时，增加扭矩，低速。

本发明的工作原理及优点在于：

(1)第一液压马达和第二液压马达通过串联与并联的组合应用，巧妙的解决了单动力头动力不足，功率较大的液压马达过于浪费的问题，既节约了能源又完成了钻机任务；转换阀可以调节第一液压马达和第二液压马达改变其回油作用，从而实现串联或并联，以满足不同的动力需求，适用于不同钻具，达到合理运用动力的目的，既不浪费动力，也不会出现动力不足的情况；

(2)第一液压马达和第二液压马达通过定位台和第一密封板安装在主体上，可以确保连接的密封性，包证装置的在作业时处于稳定的状态；

(3)通过调节手柄来控制进油和回油，再使用液压油管将进油和回油传递到第一液压马达和第二液压马达上，实现马达串联并联的功能转变，提升装置可靠性；

(4)定位台、第一密封板的组合连接，确保了第一液压马达、第二液压马达与动力头主体之间的安装配合得更有效，提高整体装置的稳定性；

(5)除了使用转换阀，还可以直接调整第一液压马达和第二液压马达的安装方式，达到手动控制马达串联或并联，为转换阀出现故障后的备选方案，提升装置的灵活性；

(6)第一轴承圈可以与钻杆连接，从而实现第一液压马达和第二液压马达对钻杆实施的发力，更好的体现装置的作用；

(7)装置背部的连接片和支撑座是为了更好地稳定装置，确保装置的动力更够稳定、持续、有效地产生作用；

(8)动力头底座设置有第二减压孔，可以缓解装置作业产生的压力，使装置的作用发挥得更稳定，调节片上面设置的小孔，可以调节底座的长度，使动力头拥有更多的灵活性；

(9)两个固定孔固定孔中间可以穿过一根固定轴，使整个动力头装置能够与钻机的其他部位固定，形成一个整体，提高工作效率；

(10)本发明的方法操作方便，简单易懂，操作人员经过简单的培训，即可熟练掌握；改变马达动力的方式有两种，既可以通过转换阀改变，也可以手动连接，实现两个马达的串联并联，两种方式根据实际情况进行选择，提高了装置使用的灵活性。

附图说明

图1为本发明钻机专用可调速动力头实施例的主视结构示意图；

图2为本发明钻机专用可调速动力头实施例的立体结构示意图(视角一)；

图3为本发明钻机专用可调速动力头实施例的立体结构示意图(视角二)；

图4为本发明钻机专用可调速动力头实施例的立体结构示意图(视图三)；

图5为本发明钻机专用可调速动力头实施例的左视结构示意图(视角一)；

图6为本发明钻机专用可调速动力头实施例的左视结构示意图(视角二)；

说明书附图中的附图标记包括：动力头主体e101；定位台e102；第一密封板e103；第一液压马达e104a；第二液压马达e104b；液压油管e105；转换阀e106；调节手柄e107；轴外壳e108；第一轴承圈e109；动力轴固定头e110；第二轴承圈e111；第二密封板e112；连接片e201；支撑座e202；动力头底座e203；固定孔e204；调节片e205；钻杆e301。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一：

如图1至6所示，钻机专用可调速动力头，包括动力头主体e101、第一液压马达e104a、第二液压马达e104b、钻杆e301和转换阀e106，动力头主体e101顶部设有两个马达连接部，两个液压马达e104a与两个马达连接部分别连接，转换阀e106安装于动力头主体e101上，且转换阀e106与第一液压马达e104a、第二液压马达e104b和动力头主体e101连接，钻杆e301穿过动力头主体e101分别与第一液压马达e104a和第二液压马达e104b连接，转换阀e106将第一液压马达e104a和第二液压马达e104b的连接方式在并联和串联中切换。

第一液压马达e104a和第二液压马达e104b通过串联与并联的组合应用，巧妙的解决了单动力头动力不足，功率较大的液压马达过于浪费的问题，既节约了能源又完成了钻机任务；转换阀e106可以调节第一液压马达e104a和第二液压马达e104b改变其回油作用，从而实现串联或并联，以满足不同的动力需求，适用于不同钻具，达到合理运用动力的目的，既不浪费动力，也不会出现动力不足的情况。

作为优选方案地，马达连接部包括定位台e102和第一密封板e103，定位台e102安装于动力头主体e101上，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b分别通过第一密封板e103平行安装于定位台e102上部。

第一液压马达e104a和第二液压马达e104b通过定位台e102和第一密封板e103安装在主体e101上，可以确保连接的密封性，包证装置的在作业时处于稳定的状态。

作为优选方案地，转换阀e106上面安装有两根液压油管e105和调节手柄e107，第一液压马达e104a、第二液压马达e104b和转换阀e106通过液压油管e105连接，调节手柄e107安装于转换阀e106的侧面，调节手柄e107控制液压马达e104a的进油和回油。

通过调节手柄e107来控制进油和回油，再使用液压油管e105将进油和回油传递到第一液压马达e104a和第二液压马达e104b上，实现马达串联并联的功能转变，提升装置可靠性。

作为优选方案地，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b上安装有第二密封板e112，第一密封板e103与第二密封板e112并排连接，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b并排安装，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b的液压油管e105与转换阀e106连接。

定位台e102、第一密封板e112的组合连接，确保了第一液压马达e104a、第二液压马达e104b与动力头主体e101之间的安装配合得更有效，提高整体装置的稳定性。

作为优选方案地，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b上安装有两个第二密封板e112，第一密封板e103与第二密封板e112重叠连接，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b重叠安装，第一液压马达e104a的液压油管e105连接第二液压马达e104b，第二液压马达e104b的液压油管e105连接转换阀e106。

除了使用转换阀e106，还可以直接调整第一液压马达e104a和第二液压马达e104b的安装方式，达到手动控制马达串联或并联，为转换阀e106出现故障后的备选方案，提升装置的灵活性。

实施例二：

如图1至6所示，钻机专用可调速动力头，包括动力头主体e101、第一液压马达e104a、第二液压马达e104b、钻杆e301和转换阀e106，动力头主体e101顶部设有两个马达连接部，两个液压马达e104a与两个马达连接部分别连接，转换阀e106安装于动力头主体e101上，且转换阀e106与第一液压马达e104a、第二液压马达e104b和动力头主体e101连接，钻杆e301穿过动力头主体e101分别与第一液压马达e104a和第二液压马达e104b连接，转换阀e106将第一液压马达e104a和第二液压马达e104b的连接方式在并联和串联中切换。

第一液压马达e104a和第二液压马达e104b通过串联与并联的组合应用，巧妙的解决了单动力头动力不足，功率较大的液压马达过于浪费的问题，既节约了能源又完成了钻机任务；转换阀e106可以调节第一液压马达e104a和第二液压马达e104b改变其回油作用，从而实现串联或并联，以满足不同的动力需求，适用于不同钻具，达到合理运用动力的目的，既不浪费动力，也不会出现动力不足的情况。

作为优选方案地，马达连接部包括定位台e102和第一密封板e103，定位台e102安装于动力头主体e101上，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b分别通过第一密封板e103平行安装于定位台e102上部。

第一液压马达e104a和第二液压马达e104b通过定位台e102和第一密封板e103安装在主体e101上，可以确保连接的密封性，包证装置的在作业时处于稳定的状态。

作为优选方案地，转换阀e106上面安装有两根液压油管e105和调节手柄e107，第一液压马达e104a、第二液压马达e104b和转换阀e106通过液压油管e105连接，调节手柄e107安装于转换阀e106的侧面，调节手柄e107控制液压马达e104a的进油和回油。

通过调节手柄e107来控制进油和回油，再使用液压油管e105将进油和回油传递到第一液压马达e104a和第二液压马达e104b上，实现马达串联并联的功能转变，提升装置可靠性。

作为优选方案地，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b上安装有第二密封板e112，第一密封板e103与第二密封板e112并排连接，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b并排安装，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b的液压油管e105与转换阀e106连接。

定位台e102、第一密封板e112的组合连接，确保了第一液压马达e104a、第二液压马达e104b与动力头主体e101之间的安装配合得更有效，提高整体装置的稳定性。

作为优选方案地，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b上安装有两个第二密封板e112，第一密封板e103与第二密封板e112重叠连接，第一液压马达e104a和第二液压马达e104b重叠安装，第一液压马达e104a的液压油管e105连接第二液压马达e104b，第二液压马达e104b的液压油管e105连接转换阀e106。

除了使用转换阀e106，还可以直接调整第一液压马达e104a和第二液压马达e104b的安装方式，达到手动控制马达串联或并联，为转换阀e106出现故障后的备选方案，提升装置的灵活性。

本实施例作为上一实施例的进一步改进：动力头主体e101还安装有轴外壳e108、第一轴承圈e109、动力轴固定头e110和第二轴承圈e111，第一轴承圈e109与钻杆e301固定安装，第一轴承圈e109和动力头主体e101通过轴外壳e108连接，第二轴承圈e111与动力轴固定头e110固定安装，动力轴固定头e110安装于第一液压马达e104a和第二液压马达e104b中间。

第一轴承圈e109可以与钻杆e301连接，从而实现第一液压马达e104a和第二液压马达e104b对钻杆e301实施的发力，更好的体现装置的作用。

作为优选方案地，轴外壳e108背部安装有连接片e201和支撑座e202，支撑座e202通过连接片e201与轴外壳e108连接，且支撑座e202上设置有第一减压孔。

装置背部的连接片e201和支撑座e202是为了更好地稳定装置，确保装置的动力更够稳定、持续、有效地产生作用。

作为优选方案地，所述支撑座e202连接有动力头底座e203，动力头底座e203上设置有第二减压孔，动力头底座e203侧面还安装有调节片e205，调节片e205与动力头底座e203通过螺栓结构连接。

动力头底座e203设置有第二减压孔，可以缓解装置作业产生的压力，使装置的作用发挥得更稳定，调节片e205上面设置的小孔，可以调节底座的长度，使动力头拥有更多的灵活性。

作为优选方案地，动力头底座e203上部和底部分别开有一个固定孔e204。

两个固定孔固定孔e204中间可以穿过一根固定轴，使整个动力头装置能够与钻机的其他部位固定，形成一个整体，提高工作效率。

实施例二相对于实施例一的优点在于：

第一轴承圈e109可以与钻杆e301连接，从而实现第一液压马达e104a和第二液压马达e104b对钻杆e301实施的发力，更好的体现装置的作用；装置背部的连接片e201和支撑座e202是为了更好地稳定装置，确保装置的动力更够稳定、持续、有效地产生作用；动力头底座e203设置有第二减压孔，可以缓解装置作业产生的压力，使装置的作用发挥得更稳定，调节片e205上面设置的小孔，可以调节底座的长度，使动力头拥有更多的灵活性；两个固定孔固定孔e204中间可以穿过一根固定轴，使整个动力头装置能够与钻机的其他部位固定，形成一个整体，提高工作效率。

如上述的一种带偏转机构的钻机的使用方法，包括以下步骤：

s1：安装钻头：选择合适作业的钻头，将钻头安装在钻杆e301末端；

s2：改变动力方式一：调整转换阀e106上的调节手柄e107，起到调节第一液压马达e104a和第二液压马达e104b改变其回油作用，从而实现第一液压马达e104a和第二液压马达e104b串联或并联；

s3：改变动力方式二：也可通过改变第一液压马达e104a和第二液压马达e104b的安装方式，重叠安装时为串联，并排安装时为并联，实现第一液压马达e104a和第二液压马达e104b串联或并联的手动切换；

s4：马达串联，当第一液压马达e104a和第二液压马达e104b调节为串联时，低扭矩，增加速度，满足较大的动力需求；

s5：马达并联，当第一液压马达e104a和第二液压马达e104b调节为并联时，增加扭矩，低速。

本发明的方法操作方便，简单易懂，操作人员经过简单的培训，即可熟练掌握；改变马达动力的方式有两种，既可以通过转换阀e106改变，也可以手动连接，实现两个马达的串联并联，两种方式根据实际情况进行选择，提高了装置使用的灵活性。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。