一种天井钻机动力头换挡机构及天井钻机的制作方法

1.本实用新型涉及天井钻机动力头技术领域，尤其涉及一种天井钻机动力头换挡机构。


背景技术：

2.天井钻机主要用于水电站、矿山井下钻孔和扩通风井、充填井、管道井等，也可以作为矿山地下掘进大断面天井和溜井之用。动力头是天井钻机的核心部件，目前市场上换挡式动力头应用较多，而换挡机构作为换挡式动力头的关键组件，其结构形式、动作的可靠性直接关系到天井钻机能否稳定工作。


技术实现要素：

3.本实用新型目的是提供一种天井钻机动力头换档机构，其结构紧凑，安全可靠，能够平稳流畅的完成换挡动作。
4.为达到上述目的，本实用新型按以下技术方案实现：
5.本实用新型第一方面公开了一种天井钻机动力头换挡机构，包括伸缩部件、换挡操纵轴、换挡执行臂、换挡定位轴、换挡杆拨叉、换挡杆蹄；伸缩部件一端与动力头壳体相铰接；换挡操纵轴转动安装在动力头壳体中；换挡执行臂一端与所述伸缩部件另一端相铰接，另一端与所述换挡操纵轴固定连接；换挡定位轴安装在所述换挡执行臂的槽内，且通过顶紧部件被压紧与动力头壳体接触；换挡杆拨叉与所述换挡操纵轴固定连接，能够绕换挡操纵轴所在轴线转动；换挡杆蹄一端与所述换挡杆拨叉相铰接，能够在换挡杆拨叉上转动，另一端安装在换挡花键轴的环形槽内，能够在环形槽内沿换挡花键轴径向滑动。
6.在一些实施例中，所述伸缩部件包括换挡油缸蹄和换挡油缸；所述换挡油缸蹄与动力头壳体相连接，所述换挡油缸与换挡油缸蹄相铰接，所述换挡执行臂通过销轴与换挡油缸相铰接。
7.在一些实施例中，所述顶紧部件为弹簧，所述弹簧安装在换挡定位轴与换挡执行臂之间。
8.在一些实施例中，所述动力头壳体上设有两个圆形槽，圆形槽的位置分别与两个档位时换挡定位轴的位置对应，当换挡完成后，换挡定位轴会卡在动力头壳体上的圆形槽内。
9.在一些实施例中，所述换挡操纵轴通过平键与换挡执行臂相连接。
10.在一些实施例中，在所述动力头壳体内安装有换挡轴小衬套和换挡轴大衬套；所述换挡操纵轴与换挡轴小衬套和换挡轴大衬套转动配合连接。
11.在一些实施例中，所述换挡操纵轴以紧配合的方式套装有套筒，所述换挡杆拨叉与套筒相连接。
12.在一些实施例中，所述换挡花键轴的上端与马达的输出轴通过花键连接，下端与一级行星架或一级太阳轮通过花键连接。
13.在一些实施例中，在所述换挡花键轴的两侧各设有一个对称布置的换挡杆蹄，且一个换挡杆蹄对应一个换挡杆拨叉。
14.本实用新型第二方面公开了一种天井钻机，安装有上述的天井钻机动力头换挡机构。
15.本实用新型有益效果：
16.外置液压油缸为换挡机构提供动力，与复杂的内置液压系统相比，结构简单，成本较低；将换挡执行臂旋转运动转换为换挡花键轴的直线运动，换挡机构没有增加动力头的轴向尺寸，结构更紧凑；换挡定位轴保持档位位置，避免换挡花键轴窜动，保证换挡机构的动力传递稳定可靠。
附图说明
17.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。
18.在附图中：
19.图1为本实用新型的天井钻机动力头换挡机构外部视图；
20.图2 为本实用新型的天井钻机动力头换挡机构局部剖视图一；
21.图3为本实用新型的天井钻机动力头换挡机构局部剖视图二；
22.图4为本实用新型的天井钻机动力头换挡机构局部剖视图三。
23.图中：1、换挡油缸蹄，2、换挡油缸，3、销轴，4、换挡执行臂，5、换挡定位轴，6、换挡操纵轴，7、换挡轴小衬套，8、换挡轴大衬套，9、套筒，10、换挡杆拨叉，11、换挡杆蹄，12、换挡花键轴，13、动力头壳体。
24.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语
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上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如图1、图2、图3、图4所示，一种天井钻机动力头换挡机构，包括换挡油缸蹄1、换挡油缸2、销轴3、换挡执行臂4、换挡定位轴5、换挡操纵轴6、换挡轴小衬套7、换挡轴大衬套8、套筒9、换挡杆拨叉10、换挡杆蹄 11、换挡花键轴12。
29.以下给出上述各个部件的具体连接关系：
30.继续参照图1、图2、图3、图4所示，换挡油缸蹄1与动力头壳体13相连接，换挡油缸2与换挡油缸蹄1相铰接，换挡执行臂4通过销轴3与换挡油缸2相铰接，换挡定位轴5安装在换挡执行臂4的圆形槽内，换挡操纵轴6通过平键与换挡执行臂4相连接，换挡轴小衬套7安装在动力头壳体13内，换挡轴大衬套8安装在动力头壳体13内，换挡操纵轴6与换挡轴小衬套7转动配合连接，换挡操纵轴6与换挡轴大衬套8转动配合连接，套筒9与换挡操纵轴6相连接，换挡杆拨叉10与套筒9相连接，换挡杆蹄11的一端与换挡杆拨叉10铰接，另一端安装在换挡花键轴12的环形槽内。换挡杆蹄11可以在换挡杆拨叉10上转动，同时可以在换挡花键轴12的环形槽内沿换挡花键轴12径向滑动。
31.进一步的方案：如图3所示，换挡定位轴5与换挡执行臂4之间安装有弹簧，换挡定位轴5受弹簧的推力，被压紧与动力头壳体13接触，动力头壳体13上有两个圆形槽，圆形槽的位置分别与两个档位时换挡定位轴的位置对应，当换挡完成后，换挡定位轴5会卡在动力头壳体13上的圆形槽内，防止换挡机构发生窜动。
32.进一步的方案：换挡花键轴12的上端与马达的输出轴通过花键连接，下端与一级行星架或一级太阳轮通过花键连接。
33.工作原理：换挡油缸2动作带动换挡油缸自身绕换挡油缸蹄1转动，同时驱动换挡执行臂4绕换挡操纵轴6所在轴线转动，换挡执行臂4带动换挡定位轴5作圆弧运动，同时带动换挡操纵轴6在换挡轴小衬套7与换挡轴大衬套8内转动，换挡操纵轴6转动带动套筒9转动，套筒9转动带动换挡杆拨叉10绕换挡操纵轴6所在轴线转动，换挡杆拨叉10带动换挡杆蹄11移动，从而带动换挡花键轴12上下移动。换挡时，换挡油缸2动作，从而带动换挡花键轴12上下移动，分别带动一级行星架或一级太阳轮转动，从而实现不同速度与动力的输出。
34.本实用新型的优点在于，外置液压油缸为换挡机构提供动力，与复杂的内置液压系统相比，结构简单，成本较低；将换挡执行臂旋转运动转换为换挡花键轴的直线运动，换挡机构没有增加动力头的轴向尺寸，结构更紧凑；换挡定位轴保持档位位置，避免换挡花键轴窜动，保证换挡机构的动力传递稳定可靠。
35.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
36.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本实用新型的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本技术所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。
37.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，
依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。