專利名稱：一種非開挖導向鉆機動力頭主軸的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種非開挖導向鉆機，特別是一種非開挖導向鉆機動 力頭主軸。
背景技術：
非開挖導向鉆機的動力頭一方面是把液壓馬達的回轉運動，通過 減速機構傳遞到主軸，使軸以額定扭矩帶動鉆桿、鉆具回轉，起到切 割、切削制作出圓形截面孔的功用；另一方面是把給進裝置的作用力 通過傳動裝置作用到動力頭箱體、主軸軸承和主軸上，通過動力頭的 前進和后退，最終帶動裝在主軸上可隨主軸旋轉的鉆桿鉆具前進或者 后退，使圓形截面孔不斷延伸和逐漸擴大，從而實現非開挖工程施工 之目的。
非開挖導向鉆機施工用的非開挖鉆桿是3m —根或6m —根，隨 鉆機主軸的回轉，動力頭的不斷給進，需要逐根連接、上緊，成一個 整體的鉆具系統，鉆桿連接的螺紋扣上緊或卸開過程中，軸向尺寸變 化，軸向力會帶著動力頭前進或后退。本來動力頭是作為主動力元件 是給鉆具給進和回拖提供動力的，現在由于上扣或卸扣產生的軸向 力，使動力頭變成了負載，要被動的后退或前進，動力頭連接有提供 動力源的馬達減速給進回拖機構或者是油缸鏈條倍速給進回拖裝置，
屬硬連接，不能滿足施工要求和實際需求，這就給動力頭設計提出了 動力頭應有浮動裝置的要求。
現有技術中的動力頭浮動裝置的形式如1、動力頭箱體底部有 滑動導桿結構。2、動力頭底部布置有動力頭分離的、動力頭可以在 上面滑動的拖架結構。3、增加電磁閥或液控閥，利用改變液壓油的 流向來達到馬達同轉浮動的方式。上述動力頭浮動結構的缺點是① 浮動結構設置在動力頭箱體跟拖板的相對位置上，操縱手柄使拖板移 動帶動動力頭移動，上、卸鉆桿時，先要把拖板移動到動力頭浮動的 反方向上，才有浮動功能，操縱上煩瑣，容易搞反，造成誤操作，引 起鉆桿螺紋扣、主軸系統、拖板系統剛性件受力超載而損壞。②導向 面間隙大，左右擺動，易產生不能對中，造成上鉆桿扣時輸出接頭對 不到鉆桿扣上，需人為干預才能對正和上扣。③浮動范圍小，精確度 差，需來回反復操作和調整，施工的工作效率低。④液壓系統上用液 壓閥調整主軸回轉馬達，前馬達加后馬達或者4個馬達全部實現上卸 扣進的浮動，油路太復雜，環節太多，增加故障點，且發生故障在工 地上不易解決，或者機器使用者由于不具備液壓基本知識根本就不能 解決。⑤由于浮動和定心、定位精度差，輸出接頭、鉆桿扣極容易損 壞，甚至容易發生螺紋扣整圈擄扣現象。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種操 作靈活、定心精度高、能保證浮動可靠性的非開挖導向鉆機動力頭主 軸。
本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的， 一種非 開挖導向鉆機動力頭主軸，其特點是包括一個傳動套，傳動套的中 部固定有傳動齒輪，以便與傳動系統對接；
一個浮動芯軸，浮動芯軸設在在傳動套內，并與傳動套內孔滑動 配合，浮動芯軸的中心設有泥漿上下運行的通孔；
一個傳扭花鍵套，傳扭花鍵套與上述的傳動套的底部固定硬連 接，傳扭花鍵套與設置在浮動芯軸下部的外花鍵配合傳遞扭矩，同時 芯軸可沿其配合的花鍵實現上下浮動；
在浮動芯軸與傳動套之間設置有浮動距離限定機構。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實 現，所述浮動距離限定機構包括設置在浮動芯軸上部的限位塊以及設 置在浮動芯軸下部限位軸肩。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實 現，為了裝配工藝需要，在傳動套的下部固定一個輸出法蘭，所述傳 扭花鍵套的上部與輸出法蘭對接。
本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實 現，浮動芯軸的底端設有連接易損短節的接口，浮動芯軸的上端設有 泥漿混合導入接頭。
本發明動力頭的浮動采用心軸浮動的方式，扭矩通過輸出法蘭、 傳扭花鍵套傳到浮動芯軸，通過浮動芯軸易損短節的鉆桿實現鉆具的 回轉；根據施工需要進行上扣、卸扣上下鉆桿，孔底鉆具受到復雜的 主變應力和管線孔曲線軌跡影響是不能回轉和移動的，此時上卸鉆
桿、動力頭、主軸等變為被動受力體。上鉆桿時上扣、浮動芯軸受拉 力前進，卸鉆桿時卸扣，浮動芯軸受推力后退，從而實現浮動的功能 要求。與現有技術相比，芯軸浮動式結構的優點是1、芯軸上的鉆 桿扣通過易損短節直接與鉆桿鉆具連接，芯軸直接浮動，無中間過渡 環節，上扣、卸扣時正反向無空隙，操作上更靈活、簡捷、更迅速、 更準確。2、浮動范圍比傳統的動力頭浮動方式更大，動力頭給進、 回拖停留在任何位置都能保證浮動的可靠性。3、浮動芯軸前端采用 漸開線花鍵定心傳扭和浮動導向。定心精度高，能保證動載荷下鉆桿 與主軸的同軸度，卸鉆桿時不蹩主軸、上鉆桿時容易對中。4、便于 主軸前端布置有線導向系統，主軸后端布置泥漿混合及導入，二者分 開布置，避免了互相干擾，有線導向施工便捷。5、觀測方便，微動 操作自如。
圖l為本發明的結構簡圖。
具體實施例方式
一種非開挖導向鉆機動力頭主軸，包括傳動套5、浮動芯軸2、 傳扭花鍵套3和浮動距離限定機構。
傳動套5的中部固定有傳動齒輪1，以便與傳動系統對接；浮動 芯軸2設在在傳動套5內，并與傳動套5內孔滑動配合，浮動芯軸2 的中心設有泥漿上下運行的通孔7;浮動芯軸2的底端設有連接易損 短節10的接口，浮動芯軸2的上端設有泥漿混合導入接頭9。傳扭 花鍵套3與上述的傳動套5的底部固定硬連接，傳扭花鍵套3與設置
在浮動芯軸2下部的外花鍵配合傳遞扭矩，同時芯軸2可沿其配合的 花鍵實現上下浮動；在浮動芯軸2與傳動套5之間設置有浮動距離限 定機構。所述浮動距離限定機構包括設置在浮動芯軸2上部的限位塊 6以及設置在浮動芯軸2下部限位軸肩8，限位塊6設置為可調節的 螺母形式，與限位軸肩8形成一體的軸臺上的柱面上設置漸開線花 鍵。為了裝配工藝需要，在傳動套5的下部固定一個輸出法蘭4，所 述傳扭花鍵套3的上部與輸出法蘭4對接。傳動套5需從上部向下裝 入，要從軸承內圈穿過，所以要實現傳動套5與傳扭花鍵套3的對接， 就需要在傳動套5的下部加裝輸出法蘭4，輸出法蘭4與傳動套5之 間也通過花鍵連接，然后通過螺釘固定。
中空浮動芯軸2通過漸開線花鍵傳扭，后端裝有定心支承的銅 套、輸出法蘭4和傳扭花鍵套3之間設有過載保護裝置，能有效保護 動力頭及液壓系統工作的安全性。傳動套5通過雙向安裝的軸承及軸 臺軸肩承受全部給進回拖的拉力。扭矩通過輸出法蘭4、傳扭花鍵套 3傳到浮動芯軸2，通過浮動芯軸2易損短節10的鉆桿實現鉆具的回 轉；給進回拖力通過主軸軸臺、軸肩阻擋螺母、防松螺母、浮動芯軸 和易損短節的鉆桿扣實現鉆具的前進和后退。根據施工需要進行上 扣、卸扣上下鉆桿，孔底鉆具受到復雜的主變應力和管線孔曲線軌跡 影響是不能回轉和移動的，此時上卸鉆桿、動力頭、主軸等變為被動 受力體。上鉆桿時上扣、浮動芯軸2受拉力前進，卸鉆桿時卸扣，浮 動芯軸2受推力后退，從而實現浮動的功能要求。
權利要求
1.一種非開挖導向鉆機動力頭主軸，其特征在于包括一個傳動套(5)，傳動套(5)的中部固定有傳動齒輪(1)，以便與傳動系統對接；一個浮動芯軸(2)，浮動芯軸(2)設在在傳動套(5)內，并與傳動套(5)內孔滑動配合，浮動芯軸(2)的中心設有泥漿運行的通孔(7)；一個傳扭花鍵套(3)，傳扭花鍵套(3)與上述的傳動套(5)的底部固定硬連接，傳扭花鍵套(3)與設置在浮動芯軸(2)下部的外花鍵配合傳遞扭矩，同時芯軸(2)沿其配合的花鍵實現上下浮動；在浮動芯軸(2)與傳動套(3)之間設置有浮動距離限定機構。
2. 根據權利要求1所述的非開挖導向鉆機動力頭主軸，其特征在于 所述浮動距離限定機構包括設置在浮動芯軸(2)上部的限位塊(6) 以及設置在浮動芯軸(2)下部限位軸肩(8)。
3. 根據權利要求1所述的非開挖導向鉆機動力頭主軸，其特征在于 在傳動套(5)的下部固定一個輸出法蘭(4)，所述傳扭花鍵套(3) 的上部與輸出法蘭(4)對接。
4.根據權利要求1所述的非開挖導向鉆機動力頭主軸，其特征在于: 浮動芯軸(2)的底端設有連接易損短節的接口，，浮動芯軸(2) 的上端設有泥漿混合導入接頭(9)。
全文摘要
一種非開挖導向鉆機動力頭主軸，包括一個傳動套，傳動套與傳動系統對接；一個浮動芯軸，浮動芯軸設在在傳動套內，并與傳動套內孔滑動配合；一個傳扭花鍵套，傳扭花鍵套與上述的傳動套的底部固定硬連接，傳扭花鍵套與設置在浮動芯軸下部的外花鍵配合傳遞扭矩，同時芯軸沿花鍵實現上下浮動；在浮動芯軸與傳動套之間設置有浮動距離限定機構。采用心軸浮動的方式，扭矩通過輸出法蘭、傳扭花鍵套傳到浮動芯軸，通過浮動芯軸易損短節的鉆桿實現鉆具的回轉；芯軸直接浮動，無中間過渡環節，浮動范圍比傳統的動力頭浮動方式更大，動力頭給進、回拖停留在任何位置都能保證浮動的可靠性。定心精度高，卸鉆桿時不蹩主軸、上鉆桿時容易對中。
文檔編號E21B3/00GK101187290SQ200710302460
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月22日 優先權日2007年12月22日
發明者周亞軍, 文治國, 楊東明, 馬松嶺 申請人:連云港黃海機械廠有限公司