一種全液壓反循環鉆機的旋翼鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鉆機技術領域，涉及一種全液壓反循環鉆機的旋翼鉆頭。
【背景技術】
[0002]旋挖鉆機是一種適合建筑基礎工程中成孔作業的施工機械。目前市場上廣泛應用的成孔施工的旋挖鉆機使用的鉆頭多數是龍門式鉆頭和三翼直板鉆頭，一般由用戶自己制做。鉆孔精度低且鉆孔深度超過50米時作業效果差。鉆頭鉆進的壓力來自泥漿泵、減速箱、鉆桿及鉆頭的自身重量，因此當遇到硬巖層、較致密的卵礫層、孤石層施工時不能強制加壓，嚴重影響鉆進速度，甚至無法作業。在硬巖層、較致密的卵礫層、孤石層施工比較困難(參考文獻:中國專利，專利號ZL03260475.0，鉆井機)。
【發明內容】
[0003]為了解決已有技術存在的問題，本發明提供了一種全液壓反循環鉆機的旋翼鉆頭。所述的旋翼鉆頭包括3個旋翼軸座組件、分動箱總成、動力輸入總成、3個旋翼組件、輸料管焊合件；
所述的旋翼軸座組件包括軸承蓋、機封動環、鎖緊螺母、軸承座、錐齒輪軸、機封導柱、隔套、機封靜環；其中，鎖緊螺母的端面軸向上交錯有4個螺紋孔和4個光孔，機封動環的軸向對應有8個光孔；
錐齒輪軸靠近錐齒輪的臺肩處裝入一個圓錐滾子軸承后，裝入軸承座內，將另一個相同的圓錐滾子軸承裝入錐齒輪軸的第二個臺肩處；鎖緊螺母的端面上的孔向外裝入錐齒輪軸上；4個機封導柱分別裝入鎖緊螺母的端面上的螺紋孔內，4個壓縮彈簧裝入鎖緊螺母的端面上的光孔內；機封動環的環槽裝入O形膠圈后裝入錐齒輪軸上，并保證壓縮彈簧及機封導柱進入機封動環的端面孔內與被所述的鎖緊螺母的端面封住；順序裝入隔套、機封靜環、O形膠圈，再裝入軸承蓋并用內六角螺釘固定；
所述的分動箱總成包括分動箱、大齒圈、垂直軸座、3個相同的齒輪、垂直軸、銷軸、垂直軸下壓蓋、機封靜環、機封動環、旋翼垂直鉆、機封導柱、動環座、密封壓蓋；其中，機封動環的一側端面有8個光孔，動環座的一側端面上有4個螺紋孔和4個光孔；
所述的垂直軸是一個變徑軸，軸端有一個螺紋孔，從上至下為第一軸段，有鍵槽的第二軸段，有鍵槽的第三軸段，內圓盤連接在變徑軸的第一軸段上端，外圓盤在內圓盤外側，同徑的外圓盤和兩個圓盤有間隔并對應各有3個孔，內圓盤有用于裝入緊定螺釘的螺絲孔，垂直軸的內圓盤中央有一個階梯孔，以防止與安裝在錐齒輪軸上的軸端固定螺栓發生干涉；
b、3個齒輪裝入深溝球軸承及孔用彈性擋圈分別裝入垂直軸的外圓盤和內圓盤之間，3個銷軸分別穿過兩個圓盤上的孔及3個齒輪的軸承的內孔，用緊定螺釘將銷軸緊固在垂直軸的外圓盤上；
C、垂直軸上靠近圓盤處的軸徑上裝入圓錐滾子軸承后，裝入垂直軸座內，分動箱的下端面大孔與大齒圈的端面配合裝入，垂直軸座的上端面的孔與大齒圈的下端面配合裝入，用雙頭螺釘將大齒圈、垂直軸座固定在分動箱的下端面上。此時，大齒圈的內齒與裝在垂直軸上的3個齒輪同時嚙合；
d、垂直軸的第二軸段上裝入圓錐滾子軸承、止動墊圈后再裝上動環座，動環座的下端面上有4個交錯的光孔和螺紋孔；機封動環的環槽裝入O形膠圈后裝在第二軸段上；4個機封導柱和4個壓縮彈簧分別裝入動環座和機封動環的螺紋孔和光孔內；
f、挨著機封動環在垂直軸的第二軸段上裝入機封靜環、O形膠圈，再裝入垂直軸下壓蓋，用內六角螺釘固定在垂直軸座的下端面上；
g、旋翼垂直鉆內裝入盤根填料、密封壓蓋后裝在垂直軸的第二軸段上，旋翼垂直鉆下端的內孔與垂直軸的有鍵槽的第三軸段用2個平鍵連接，用螺栓固定在垂直軸的第三軸段上;
所述的動力輸入總成包括馬達接盤、動力大齒圈、行星齒輪座、輸入軸座、油封壓蓋、隔套、錐齒輪軸、小齒輪、銷軸、斜軸式柱塞馬達、擋圈、中間齒輪、齒輪；
a、3個齒輪裝入深溝球軸承及孔用彈性擋圈后分別裝入行星齒輪座第一圓盤和第二圓盤之間，3個銷軸分別穿過該兩個圓盤上的孔及3個齒輪的軸承的內孔，用螺釘將銷軸緊固在行星齒輪座的第一圓盤上；
b、輸入軸座是一個直徑上大下小的變徑的軸座，錐齒輪軸靠近錐齒輪的臺肩處裝入圓錐滾子軸承后裝在輸入軸座的下端的小徑孔內，錐齒輪軸相對于輸入軸座變徑處裝入圓錐滾子軸承、隔套、內裝油封的油封壓蓋，并用螺栓固定；
C、動力大齒圈的下端面與輸入軸座的上端面的止口配合；錐齒輪軸的上花鍵軸頭裝入行星齒輪座的花鍵孔內，把錐齒輪軸與輸入軸座連接起來；馬達接盤的下端止口與動力大齒圈的上端面配合；用雙頭螺柱將馬達接盤、動力大齒圈固定在輸入軸座的上端面上；
d、齒輪裝在斜軸式柱塞馬達的軸上，用軸端擋圈及螺栓固定；斜軸式柱塞馬達的止口與馬達接盤的孔配合，保證齒輪同時與個齒輪嚙合，斜軸式柱塞馬達用螺栓固定在馬達接盤上；
e、小齒輪裝在錐齒輪軸的下花鍵軸頭上，用軸端擋圈及螺栓固定；
f、所述的行星齒輪座是一個由上圓盤、下圓盤及花鍵軸套組成的一體化結構件，每個圓盤上有3個孔，上圓盤有用于裝入緊定螺釘的螺絲孔，軸套內有矩形花鍵孔，上圓盤和下圓盤之間通過弧型的連接筋板間接。
[0004]所述的旋翼組件包括旋翼軸蓋、旋翼基管、旋翼壓蓋、機封動環、機封靜環、旋翼端支座、機封導柱；其中，機封動環的一側端面有8個光孔；
a、所述的旋翼基管是一個圓柱管，螺旋葉片焊在圓柱管上，在圓柱管內的右部裝入花鍵套，其左部裝入機封動環花座，兩者均用銷釘固定在圓柱管上并焊接，三個不同軸徑的軸頭置于旋翼基管的左部管內，軸頭的右端置于機封動環花座內并與其焊接，機封動環花座的左邊端面上有交錯的4個螺紋孔和4個光孔，旋翼基管的兩個端面上分別有6個螺紋孔；
b、機封動環的外徑環槽裝入O形膠圈后挨著機封動環花座裝入軸頭上，4個機封導柱、4個壓縮彈簧均分別裝入機封動環花座和機封動環的端面孔內，再把機封靜環裝入O形膠圈裝在軸頭上，旋翼基管兩端裝入盤根填料和旋翼壓蓋，旋翼端支座的圓環形軸座套在機封靜環上并穿過盤根填料和旋翼壓蓋，旋翼壓蓋用內六角螺栓固定在旋翼基管的端面上；旋翼端支座的軸座裝在旋翼基管上，軸座的外徑與旋翼壓蓋、盤根填料的內孔配合；圓錐滾子軸承裝在旋翼基管的軸頭上，旋翼軸蓋裝在旋翼端支座軸座的端面，用內六角螺釘固定;
C、所述的旋翼端支座是一個焊接組件，包括:圓柱形軸座、連接板；軸座的左端面上有4個螺紋孔，連接板上有4個光孔；
所述的輸料管焊合件包括連接螺母、立管、3個支管、護圈、3個上聯板、6個中聯板、3個下聯板；
a、連接螺母焊在立管的上端，3個支管上端等間距焊接在立管的下端，3個支管呈上端高下端低，上述的諸管之間相成通道；
b、輸料管焊合件的3個立支管的下端的下聯板上的孔與分動箱總成中的分動箱下法蘭上的6個孔用螺栓連接，從而把輸料管焊合件與分動箱總成連接起來；輸料管焊合件的3個立支管中部焊接的兩個中聯板上的孔與動力輸入總成中的輸入軸座的上端面上的6個孔用螺栓連接固定，從而把輸料管焊合件與動力輸入總成連接起來；
c、3個上聯板焊接在輸料管焊合件的護圈上；3個旋翼組件中的旋翼基管的一端花鍵套裝入旋翼軸座組件中的錐齒輪軸的軸頭左端的花鍵處，3個旋翼組件中的旋翼端支座上的連接板上的4個孔與輸料管焊合件的3個上聯板上的孔用螺栓連接固定，從而把3個旋翼組件與輸料管焊合件連接起來。
[0005]下面介紹3個旋翼軸座組件、分動箱總成、動力輸入總成、3個旋翼組件和輸料管焊合件的連接關系:
A、分動箱總成中的分動箱的上法蘭與動力輸入總成中的輸入軸座的下法蘭用螺栓連接緊固，把分動箱總成與動力輸入總成連接；
B、3個旋翼軸座組件中的軸承座法蘭止口面的環槽裝入O形膠圈與分動箱總成中的分動箱的3個側面孔分別配合，用螺栓連接緊固，把3個旋翼軸座組件與分動箱總成連接起來；動力輸入總成中的錐齒輪軸上的錐齒輪與3個旋翼軸座組件中的錐齒輪軸的錐齒輪同時嚙合；
C、3個旋翼組件中的旋翼基管的一端花鍵套裝入旋翼軸座組件中的錐齒輪軸的軸頭左端的花鍵，把旋翼組件與旋翼軸座組件連接起來，3個旋翼組件中的旋翼端支座上的連接板上的4個孔與輸料管焊合件的3個上聯板上的孔用螺栓連接固定，把旋翼組件與輸料管焊合件連接起來；
D、輸料管焊合件的3個立支管的下端的下聯板上的孔與分動箱總成中的分動箱下法蘭上的個孔用螺栓連接，從而把輸料管焊合件與分動箱總成連接起來；輸料管焊合件的每個立支管中部的兩個中聯板上的孔與動力輸入總成中的輸入軸座的上端面上的6個孔用螺栓連接固定，從而把輸料管焊合件與動力輸入總成連接起來；
E、錐齒輪軸上的錐齒輪同時與3個旋翼軸座組件中的錐齒輪軸的錐齒輪嚙合，且旋翼軸座組件中的錐齒輪軸的軸頭花鍵裝入旋翼組件中的旋翼基管的花鍵套；當動力輸入總成中的斜軸式柱塞馬達工作時，帶動3個旋翼基管旋轉；安裝在錐齒輪軸上的齒輪與分動箱總成中的3個齒輪同時嚙合，帶動垂直軸旋轉；垂直軸通過2個平鍵連接旋翼垂直鉆，并用螺栓固定在垂直軸上，當動力輸入總成中的斜軸式柱塞馬達工作時，帶動旋翼垂直鉆旋轉；因此實現了鉆孔作業功能。
[0006]使用時，把旋翼鉆頭的連接螺母與鉆桿連接；把液壓換向閥通過高壓膠管與旋翼鉆頭的斜軸式柱塞馬達連接，換向閥為旋翼鉆頭的斜軸式柱塞馬達供油，使得旋翼鉆頭實施轉孔作業。
[0007]有益效果:本發明提供的一種全液壓反循環鉆機的旋翼鉆頭，設計科學，結構獨特。旋翼鉆頭馬達工作時，帶動3個旋翼和旋翼垂直鉆同時旋轉工作，相當于多個鉆頭同時進行鉆孔作業，因而提高了大孔徑鉆孔的作業效率；
由于旋翼鉆頭是由馬達獨立驅動，因而對鉆桿及動力頭產生的作用力明顯降低，解決了鉆機動力不足和鉆桿損壞的問題。
[0008]用本發明的旋翼鉆頭對于直徑大深孔的鉆孔作業很容易實現，解決了長期以來業內急需解決冋題。
[0009]本發明提供的全液壓反循環鉆機的旋翼鉆頭，不但在鉆進粘土層、砂土層等地質層使用效果良好，而且，在巖石層鉆進大孔徑的鉆孔時鉆進速度快，效率高，經濟效益好。