專利名稱：立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及土層和巖石的鉆進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種最低轉(zhuǎn)速在65～70轉(zhuǎn)/分之間，既有低速鉆進(jìn)檔，又有低速倒檔，最大鉆取巖心直徑為150mm，鉆井深度為150m的小型自卸扣工程鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，主要用于工程地質(zhì)勘探和建設(shè)施工中小直徑灌注樁基鉆孔及山丘地區(qū)鉆鑿小型水井的油壓工程鉆機(jī)，由于在結(jié)構(gòu)上存在的不足，已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前對土層和巖石的鉆進(jìn)需要了。比如，地質(zhì)勘探和鉆井用的立軸式油壓巖心鉆機(jī)，它的變速箱最低回轉(zhuǎn)速度一般在142轉(zhuǎn)/分左右，高速達(dá)到570轉(zhuǎn)/分左右。由于低檔的轉(zhuǎn)速比較高，扭矩小，很難進(jìn)行低速大孔大扭矩鉆井作業(yè)。而且鉆機(jī)只能進(jìn)行正轉(zhuǎn)，不能反轉(zhuǎn)，鉆桿的卸扣全靠人工操作，勞動強(qiáng)度大。同時，這種鉆機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)大部分為行星傳動結(jié)構(gòu)，吊錘沖擊時只能勻速下滑，形不成勢能，沖擊無力，影響鉆井作業(yè)。特別是這種巖心鉆機(jī)的立軸回轉(zhuǎn)器，它的從動齒輪是通過平鍵套裝在內(nèi)六方立軸上的。立軸的內(nèi)六方與傳動軸的外六方滑動配合，主動鉆桿從傳動軸內(nèi)通過。由于連接孔內(nèi)的鉆桿受安裝部位的限制，其最小壁厚只有5mm左右，雖然經(jīng)過熱處理提高了強(qiáng)度，但由于在比較復(fù)雜的工況條件傳遞扭矩，所以傳動軸特別最容易損壞。而且零件專用程度高，加工工藝復(fù)雜，批量生產(chǎn)受制約，制造成本大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述工程鉆機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種轉(zhuǎn)速低、扭矩大、多檔位并能夠反轉(zhuǎn)的立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，包括底座、設(shè)有離合規(guī)板的支架、機(jī)架、帶副腿的塔架、鉆具以及固定在底座上的柴油機(jī)、油箱、油壓管路系統(tǒng)和張緊裝置，主要是在柴油機(jī)上接有聯(lián)軸離合器并通過聯(lián)軸離合器上的傳動皮帶帶動固定在機(jī)架上的具有四個正檔和一個倒檔的、上端設(shè)有操縱手柄的變速箱并使變速箱與固定在機(jī)架上的分動箱同軸相聯(lián)，分動箱與立軸回轉(zhuǎn)器聯(lián)接成一體，在分動箱箱體的上平面上安裝沖擊卷揚(yáng)機(jī)，油壓管路系統(tǒng)分別與油箱和立軸回轉(zhuǎn)器的油缸相連接；所說聯(lián)軸離合器通過聯(lián)軸節(jié)、半聯(lián)軸盤和軸承支架將離合器總成連接成一體，在離合器軸上分別安裝有泥泵皮帶輪、分離軸承和使變速箱離合換擋的離合拉桿；所說的分動箱設(shè)有與變速箱相固定的連接盤，在箱體內(nèi)設(shè)有撥動手柄、花鍵軸、二軸和小軸，花鍵軸上裝有撥動齒輪和連接座，二軸上設(shè)有軸承以及固定在軸承上的雙聯(lián)齒輪，小軸上設(shè)有中間齒輪，二軸和小軸的端部由工藝套配合，撥動齒輪由撥動手柄控制，撥動齒輪與雙聯(lián)齒輪嚙合帶動中間齒輪回轉(zhuǎn)；所說立軸回轉(zhuǎn)器的殼體內(nèi)設(shè)有立軸、主動圓弧齒輪軸，立軸上設(shè)有接盤并通過接盤將從動圓弧齒輪固定在主軸上，主動圓弧齒輪軸上的齒輪與從動圓弧齒輪相嚙合，立軸下端連接主動鉆桿和孔內(nèi)鉆桿，在軸承套上端設(shè)有與頂套相連接的操縱裝置；所說的沖擊捲揚(yáng)機(jī)，由離合螺栓、托架、加壓手把、離合螺母、分離軸承、壓盤、彈簧、摩擦片總成、離合主動片、離合齒輪、剎帶總成、左軸架、卷筒、主軸、鋼繩壓板組件、右軸承架、架蓋組成，在主軸上固定卷筒并在卷筒上分別裝有剎帶總成和鋼繩壓板組件，摩擦片總成和離合主動片結(jié)合后與離合齒輪相固定并套裝在主軸上，在摩擦片總成內(nèi)裝有用于分離離合主動片的彈簧，通過左軸承架、右軸承架與分動箱的箱體固定，離合齒輪與分動箱的中間齒輪相嚙合，托架與左軸承架相固定，離合螺栓上裝有離合螺母、分離軸承及加壓手把。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的主要優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計合理，適用性強(qiáng)，作業(yè)效率高。
一是由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化的變速箱，鉆機(jī)可以在68轉(zhuǎn)/分、142轉(zhuǎn)/分、260轉(zhuǎn)/分、439轉(zhuǎn)/分四個檔位上作業(yè)，達(dá)到了檔位多，低速的轉(zhuǎn)速低，扭矩大的目的，取芯直徑由原來的110mm增加到150mm，鉆進(jìn)深度由原來的100m增加到150m。特別是變速箱可以進(jìn)行倒檔作業(yè)，在分動箱的配合下能夠使鉆桿倒轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)桿的自動卸扣，大大降低了勞動強(qiáng)度。
二是沖擊卷揚(yáng)機(jī)改變了傳統(tǒng)的行星結(jié)構(gòu)，采用了強(qiáng)制性摩擦離合結(jié)構(gòu)，使吊錘直接下滑形成勢能，增大了沖擊力，提高了作業(yè)效率。
三是由于改進(jìn)了立軸的傳動結(jié)構(gòu)，由原來立軸的內(nèi)六方與傳動軸的外六方滑動配合結(jié)構(gòu)，改成了有從動圓弧齒輪的立軸與主動圓弧齒輪軸相嚙合的立軸回轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)，大大提高了鉆機(jī)主軸的性能，也提高了鉆機(jī)主軸的使用壽命。
四是一機(jī)多用，既能夠用于工程地質(zhì)巖芯勘探，又可用于建設(shè)施工的小直徑灌注樁鉆孔，還能夠用于山丘地區(qū)鉆鑿直徑大，深度達(dá)150米左右的小型水井。而且標(biāo)準(zhǔn)件多，專用件少，整體結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細(xì)說明。


圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)總圖；圖2為本實用新型的塔架結(jié)構(gòu)圖圖3為本實用新型的聯(lián)軸離合器結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型的變速箱總成結(jié)構(gòu)圖；圖5為本實用新型的分動箱結(jié)構(gòu)圖；圖6為本實用新型的立軸回轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)圖；圖7為立軸回轉(zhuǎn)器B向結(jié)構(gòu)圖；圖8為立軸回轉(zhuǎn)器A-A剖視圖；圖9為本實用新型沖擊卷揚(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.底座，2.柴油機(jī)，3.聯(lián)軸離合器，4.張緊裝置，5.變速箱，6.分動箱，7.沖擊卷揚(yáng)機(jī)，8.立軸回轉(zhuǎn)器，9.油壓管路系統(tǒng)，10.油箱，11.機(jī)架，12.塔架，13.鉆具，14.聯(lián)軸節(jié)，15.半聯(lián)軸盤，16.離合器總成，17.離合拉桿，18.分離軸承，19.軸承支架，20.離合器軸，21.皮帶輪，22.離合規(guī)板，23.支架，24.操縱手柄，25.撥動手柄，26.連接盤，27.連接座，28.二軸，29.小軸，30.軸承，31.中間齒輪，32.雙聯(lián)齒輪，33.工藝套，34.撥動齒輪，35.花鍵軸，36.箱體，37.主動圓弧齒輪軸，38.立軸，39.殼體，40.從動圓弧齒輪，41.接盤，42.軸承套，43.頂套，44.操縱裝置，45.螺母，46.螺栓，47.離合螺栓，48.托架，49.加壓手把，50.離合螺母，51.分離軸承，52.壓盤，53.彈簧，54.摩擦片總成，55.離合主動片，56.離合齒輪，57.剎帶總成，58.左軸架，59.卷筒，60.主軸，61.鋼繩壓板組件，62.右軸承架，63.架蓋，64.副腿，65.水龍頭，66.主動鉆桿，67.孔內(nèi)鉆桿。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
如
圖1、2所示，這種立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，包括底座1、設(shè)有離合規(guī)板22的支架23、機(jī)架11、帶副腿64的塔架12、鉆具13以及固定在底座1上的柴油機(jī)2、油箱10、油壓管路系統(tǒng)9和張緊裝置4，主要是在柴油機(jī)2上接有聯(lián)軸離合器3并通過聯(lián)軸離合器3上的傳動皮帶帶動固定在機(jī)架11上的具有四個正檔和一個倒檔的、上端設(shè)有操縱手柄24的變速箱5，并使變速箱5與固定在機(jī)架上的分動箱6同軸相聯(lián)，分動箱6與立軸回轉(zhuǎn)器8聯(lián)接成一體，在分動箱6箱體的上平面上安裝沖擊卷揚(yáng)機(jī)7，油壓管路系統(tǒng)9分別與油箱10和立軸回轉(zhuǎn)器的油缸相連接。張緊裝置4用于調(diào)整聯(lián)軸離合器3上三角皮帶的松緊程度。
如圖3所示，鉆機(jī)的聯(lián)軸離合器3通過聯(lián)軸節(jié)14、半聯(lián)軸盤15和軸承支架19將離合器總成16連接成一體，在離合器軸20上分別安裝有泥泵皮帶輪21、分離軸承18和使變速箱5離合換擋的離合拉桿17。聯(lián)軸離合器3上的傳動皮帶將輸出的動力通過三角皮帶傳遞給變速箱4，帶動固定在機(jī)架11上的變速箱5運轉(zhuǎn)。聯(lián)軸離合器3既起聯(lián)軸作用，又起離合作用，操縱離合拉桿17使離合器的摩擦片脫開，變速箱5就可以進(jìn)行換擋。
如圖4、5所示，變速箱有4個正轉(zhuǎn)檔，一個反轉(zhuǎn)檔。變速箱5與分動箱6連接后通過分動箱6分別驅(qū)動立軸回轉(zhuǎn)器和沖擊卷揚(yáng)機(jī)7。鉆機(jī)的分動箱6設(shè)有與變速箱5相固定的連接盤26，在箱體36內(nèi)設(shè)有撥動手柄25、花鍵軸35、二軸28和小軸29，花鍵軸35上裝有撥動齒輪34和連接座27，二軸28上設(shè)有軸承30以及固定在軸承30上的雙聯(lián)齒輪32，小軸29上設(shè)有中間齒輪31，二軸28和小軸29的端部由工藝套33配合，撥動齒輪34由撥動手柄25控制，撥動齒輪34與雙聯(lián)齒輪32嚙合帶動中間齒輪31回轉(zhuǎn)。
如圖6、7、8所示，在鉆機(jī)立軸回轉(zhuǎn)器8的殼體39內(nèi)設(shè)有立軸38、主動圓弧齒輪軸37，立軸38上設(shè)有接盤41并通過接盤41將從動圓弧齒輪40緊緊地固定在立軸38上，主動圓弧齒輪軸37上的齒輪與從動圓弧齒輪40相嚙合，通過主動圓弧齒輪軸37的齒輪帶動立軸38轉(zhuǎn)動。立軸38下端連接主動鉆桿66和孔內(nèi)鉆桿67，在軸承套42上端設(shè)有與頂套43相連接的操縱裝置44。
如圖9所示，鉆機(jī)的沖擊捲揚(yáng)機(jī)7，由離合螺栓47、托架48、加壓手把49、離合螺母50、分離軸承51、壓盤52、彈簧53、摩擦片總成54、離合主動片55、離合齒輪56、剎帶總成57、左軸架58、卷筒59、主軸60、鋼繩壓板組件61、右軸承架62、架蓋63等構(gòu)成，在主軸60上固定卷筒59并在卷筒59上分別裝有剎帶總成57和鋼繩壓板組件61，摩擦片總成54和離合主動片55結(jié)合后與離合齒輪56相固定并套裝在主軸60上，在摩擦片總成54內(nèi)裝有用于分離離合主動片55的彈簧53，通過左軸承架58、右軸承架62將沖擊捲揚(yáng)機(jī)7與分動箱6的箱體36固定在一起，離合齒輪56與分動箱6的中間齒輪31相嚙合，托架48與左軸承架58相固定，離合螺栓47上裝有離合螺母50、分離軸承51及加壓手把49。
本實用新型的工作過程是啟動柴油機(jī)后，聯(lián)軸離合器3上的皮帶將柴油機(jī)輸出的動力傳給變速箱5，通過變速箱5上的操縱手柄24選擇鉆進(jìn)檔位。因變速箱5與分動箱5是同軸相聯(lián)的，當(dāng)轉(zhuǎn)動分動箱6的操縱手柄25，將撥動齒輪34與立軸回轉(zhuǎn)器6上的主動圓弧齒輪軸37相接，通過主動圓弧齒輪軸37驅(qū)動立軸38回轉(zhuǎn)。在鉆進(jìn)中操縱裝置44夾持主動鉆桿66，油壓管路系統(tǒng)9加壓進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。主動鉆桿66鉆盡后，通過分動箱6的操縱手柄24將撥動齒輪34與雙聯(lián)齒輪34嚙合，中間齒輪31帶動沖擊捲揚(yáng)機(jī)7的離合齒輪空轉(zhuǎn)，操縱沖擊捲揚(yáng)機(jī)7的加壓手把49并加壓，沖擊捲揚(yáng)機(jī)7的卷筒59開始卷繩，將主動鉆桿66從孔內(nèi)提出。
卸扣時，將變速箱5的操縱手柄24調(diào)至倒檔，立軸回轉(zhuǎn)器6的立軸38即由低速反轉(zhuǎn)把絲扣卸開，通過沖擊捲揚(yáng)機(jī)7將主動鉆桿66從立軸38內(nèi)孔提出。
吊錘沖擊時，先將主動鉆桿66取下，松開立軸回轉(zhuǎn)器8上的專用螺栓46、螺母45，然后將殼體39打開后，把吊錘錘墊與孔內(nèi)鉆桿67相接，專用導(dǎo)桿與錘墊相接后由沖擊捲揚(yáng)機(jī)7控制。操縱沖擊捲揚(yáng)機(jī)7上的加壓手把49，當(dāng)卷繩卷到一定高度后放繩，吊錘砸在錘墊上，反復(fù)操作達(dá)到取樣或排除故障的目的。
權(quán)利要求1.一種立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，包括底座(1)、設(shè)有離合規(guī)板(22)的支架(23)、機(jī)架(11)、帶副腿(64)的塔架(12)、鉆具(13)以及固定在底座(1)上的柴油機(jī)(2)、油箱(10)、油壓管路系統(tǒng)(9)和張緊裝置(4)，其特征是在柴油機(jī)(2)上接有聯(lián)軸離合器(3)并通過聯(lián)軸離合器(3)上的傳動皮帶帶動固定在機(jī)架(11)上的具有四個正檔和一個倒檔的、上端設(shè)有操縱手柄(24)的變速箱(5)并使變速箱(5)與固定在機(jī)架上的分動箱(6)同軸相聯(lián)，分動箱(6)與立軸回轉(zhuǎn)器(8)聯(lián)接成一體，在分動箱(6)箱體的上平面上安裝沖擊卷揚(yáng)機(jī)(7)，油壓管路系統(tǒng)(9)分別與油箱(10)和立軸回轉(zhuǎn)器的油缸相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，其特征在于所說的聯(lián)軸離合器(3)通過聯(lián)軸節(jié)(14)、半聯(lián)軸盤(15)和軸承支架(19)將離合器總成(16)連接成一體，在離合器軸(20)上分別安裝有泥泵皮帶輪(21)、分離軸承(18)和使變速箱(5)離合換擋的離合拉桿(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，其特征在于所說的分動箱(6)設(shè)有與變速箱(5)相固定的連接盤(26)，在箱體(36)內(nèi)設(shè)有撥動手柄(25)、花鍵軸(35)、二軸(28)和小軸(29)，花鍵軸(35)上裝有撥動齒輪(34)和連接座(27)，二軸(28)上設(shè)有軸承(30)以及固定在軸承(30)上的雙聯(lián)齒輪(32)，小軸(29)上設(shè)有中間齒輪(31)，二軸(28)和小軸(29)的端部由工藝套(33)配合，撥動齒輪(34)由撥動手柄(25)控制，撥動齒輪(34)與雙聯(lián)齒輪(32)嚙合帶動中間齒輪(31)回轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，其特征在于所說立軸回轉(zhuǎn)器(8)的殼體(39)內(nèi)設(shè)有立軸(38)、主動圓弧齒輪軸(37)，立軸(38)上設(shè)有接盤(41)并通過接盤(41)將從動圓弧齒輪(40)固定在立軸(38)上，主動圓弧齒輪軸(37)上的齒輪與從動圓弧齒輪(40)相嚙合，立軸(38)下端連接主動鉆桿(66)和孔內(nèi)鉆桿(67)，在軸承套(42)上端設(shè)有與頂套(43)相連接的操縱裝置(44)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，其特征在于所說的沖擊捲揚(yáng)機(jī)(7)，由離合螺栓(47)、托架(48)、加壓手把(49)、離合螺母(50)、分離軸承(51)、壓盤(52)、彈簧(53)、摩擦片總成(54)、離合主動片(55)、離合齒輪(56)、剎帶總成(57)、左軸架(58)、卷筒(59)、主軸(60)、鋼繩壓板組件(61)、右軸承架(62)、架蓋(63)組成，在主軸(60)上固定卷筒(59)并在卷筒(59)上分別裝有剎帶總成(57)和鋼繩壓板組件(61)，摩擦片總成(54)和離合主動片(55)結(jié)合后與離合齒輪(56)相固定并套裝在主軸(60)上，在摩擦片總成(54)內(nèi)裝有用于分離離合主動片(55)的彈簧(53)，通過左軸承架(58)、右軸承架(62)與分動箱(6)的箱體(36)固定，離合齒輪(56)與分動箱(6)的中間齒輪(31)相嚙合，托架(48)與左軸承架(58)相固定，離合螺栓(47)上裝有離合螺母(50)、分離軸承(51)及加壓手把(49)。
專利摘要本實用新型公開了一種立軸回轉(zhuǎn)式自卸扣工程鉆機(jī)，它包括底座、機(jī)架、塔架以及固定在底座上的柴油機(jī)、油箱、油壓管路系統(tǒng)，要點是在柴油機(jī)上接有聯(lián)軸離合器并通過傳動皮帶帶動變速箱，變速箱與分動箱同軸相聯(lián)，分動箱與立軸回轉(zhuǎn)器聯(lián)接成一體，在分動箱箱體的上平面上安裝沖擊卷揚(yáng)機(jī)，油壓管路系統(tǒng)分別與油箱和立軸回轉(zhuǎn)器的油缸相連接。本實用新型的低速轉(zhuǎn)速低、扭矩大、檔位多，取芯直徑由原來的110mm增加到150mm，鉆進(jìn)深度由原來的100m增加到150m，在分動箱配合下能夠通過倒檔使鉆桿自動卸扣，大大降低了勞動強(qiáng)度。本實用新型可廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘探、小直徑灌注樁基鉆孔以及山丘地區(qū)鉆鑿小型水井等方面，是理想的新型鉆機(jī)。
文檔編號E21B3/00GK2675840SQ200420038388
公開日2005年2月2日 申請日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者趙殿奎 申請人:趙殿奎