CN101105112A - 一种全液压岩芯钻机动力头 - Google Patents
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Abstract
一种全液压钻机动力头，采用双液压马达驱动，并行动力输入，二级齿轮传动，液压无级调速，液压卡盘夹紧和长行程给进式作模式。中部、下部迷宫式密封和骨架油封组成该钻机动力头主轴的三层密封装置。通过润滑脂和稀油混合润滑。中部通过支承套与转盘互相配合实现迷宫式密封，给下端轴承提供了足够的存脂、散热空间，为轴承可靠润滑，散热提供了保障；增加了二次甩油，飞溅润滑效果，下部通过隔油动盘与端盖之间配合实现迷宫式密封，能有效地保持下端轴承盒内润滑脂的存在和保留；主轴高速运转，温度上升，润滑脂变稀时能有效防止其流失；下部骨架油封密封：防止钻井液倒流和飞溅；进一步防止润滑脂变稀时外泄；具有二次保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种地表取芯岩芯钻机，特别是一种全液压岩芯钻机动力头。
技术背景
现有技术中全液压钻机的动力头都是使用液压马达驱动主轴实施钻进，主轴的下轴承和箱内齿轮均用稀油润滑，主轴下端设计只用一道骨架油封。下端轴承和骨架油封在主轴转速升高时温度会急剧升高，轴承和骨架油封被包在润滑油里面，自身散热靠油液传导散热，散热速度慢，钻机不能在中高速下工作，不能长时间连续工作。另外钻机有时需要主轴偏转45°～90°进行连续可调角度的斜孔钻进工作，打斜孔时下端轴承与骨架油封由于受综合弯扭载荷，偏磨严重，骨架油封极易磨损，磨损后又很容易漏油，为了可靠的密封，主轴、衬套等相关件的制造精度要高，硬度要高，表面粗糙度、形位公差误差越小越好，提高主轴制造精度和性能无形地增加了制造成本，如配合太紧，油温急剧上升，钻机不能工作。还有在箱体内润滑油油位低散热快，但齿轮润滑不良，油位高了，润滑效果好，但搅油明显增加，搅油产生热量，引起功率损失和散热效果差的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种主轴可靠润滑、并且散热效果好的全液压岩芯钻机动力头。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种全液压岩芯钻机动力头，它设有液压马达驱动的主轴，主轴通过上、下轴承装在动力头的箱体内，动力头箱体的上部设有装在主轴上端的液压卡盘，在箱体内设有装在液压马达与主轴之间的变速传动机构，在主轴的传动齿轮与下轴承之间设有定位轴套，其特点是：在所述定位轴套的中部固定有转盘，转盘的下面设有装在主轴外的支承套，支承套的下端与箱体相接，支承套向上的端面与转盘的下盘面之间设有互相配合的迷宫式密封环槽，支承套与主轴的定位轴套之间构成存脂、散热的空腔，上述空腔内装有轴承润滑脂，
下轴承的下部设有与箱体固定的轴承端盖，在下轴承与轴承端盖之间设有隔油动盘，隔油动盘通过动盘轴套与主轴通过过渡配合连接，隔油动盘的下盘面与轴承端盖之间设有互相配合的迷宫式密封环槽，
轴承端盖的下部与动盘轴套外缘之间设有密封槽，密封槽内装有骨架油封，并在骨架油封外设有防尘盖。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，变速传动机构设有传动轴和中间轴，液压马达与传动轴相接，中间轴与主轴之间通过一对常啮合齿轮传动，传动轴上装有二级变速双联齿轮，中间轴上装有与传动轴双联齿轮配合变速的固定齿轮，传动轴的侧部设有支撑轴，支撑轴上装有与传动轴上的双联齿轮配合的拔叉，拔叉与双联齿轮之间装有平面轴承。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，平面轴承的外轴承环上设有叉槽，所述拔叉装在外轴承环的叉槽内。
本发明采用中部、下部迷宫式密封和骨架油封组成该钻机动力头主轴的三层密封装置。中位迷宫式密封：给下端轴承提供了足够的存脂、散热空间，为轴承可靠润滑，散热提供了保障；中部环槽间隙给下端轴承散热提供了流畅地环缝通道；有效地阻止了箱体内润滑齿轮用的稀油流到下端轴承内和下密封圈上，减少了热源，增加了散热面积，同时将各热源分隔成开放式结构，各自散热，散热效果好；增加了二次甩油，飞溅润滑效果，大大减少了齿轮高速旋转时啮合的点蚀现象，增加了齿轮的使用寿命。下部迷宫式密封：能有效地保持下端轴承盒内润滑脂的存在和保留；主轴高速运转，温度上升，润滑脂变稀时能有效防止其流失；增大了主轴下部散热面积。下部骨架油封密封：防止钻井液倒流和飞溅；进一步防止润滑脂变稀时外泄；具有二次保护作用。带动变速双联齿轮上下移动变速的操作机构设有平面轴承结构，平面轴承结构能承受滑移齿轮向下的分力，变滑动摩擦为滚动摩擦，大大降低摩擦系数，发热量小，工作平稳，工作的可靠性高。
与现有技术相比，本发明采用两次同步动态密封，有效地增加了密封的可靠性，提高了油温的散热效果。润滑脂、稀油混合润滑，三层密封装置，使全液压岩芯钻机的动力头在24小时不停机工作，在800～1000rpm下连接稳定状态下可靠的工作，主轴箱体内温度温升在45°以下升钻杆，钻深在600～900m，连续工作在45天都很正常。
附图说明
图1为主轴下轴承迷宫式密封装置结构图。
图2为全液压钻机动力头的结构简图。
图3为变速换档结构示意图。
具体实施方式
一种全液压岩芯钻机动力头，采用双液压马达驱动，并行动力输入，二级齿轮传动，液压无级调速，液压卡盘夹紧和长行程给进式作模式。
它设有一个动力头箱体6，主轴2竖向设置在箱体6的前部，采用双液压马达13并行动力输入，主轴2的上部装有5片卡瓦结构的液压卡盘，在液压马达13与主轴2之间设有变速传动机构，变速传动机构设有竖向并排设置的传动轴19和中间轴20，液压马达13与传动轴19的上端部相接，中间轴20与主轴2之间通过一对常啮合齿轮传动，传动轴19上装有二级变速双联齿轮，中间轴20上装有与传动轴双联齿轮配合变速的固定齿轮，传动轴19的侧部设有支撑轴16，支撑轴16上装有与传动轴上的双联齿轮配合的拔叉17，传动轴、中间轴的上下两端通过轴承装在箱体6上，拔叉17与双联齿轮之间装有平面轴承18。平面轴承18的外轴承环上设有叉槽，所述拔叉17装在外轴承环的叉槽内。
在主轴2的传动齿轮15与下轴承12之间设有定位轴套1，在所述定位轴套1的中部固定有转盘3，转盘3的下面设有装在主轴外的支承套5，支承套5的下端与箱体6相接，支承套5向上的端面与转盘3的下盘面之间设有互相配合的迷宫式密封环槽，支承套5与主轴2的定位轴套1之间构成存脂、散热的空腔4，上述空腔4内装有轴承润滑脂，下轴承12的下部设有与箱体6固定的轴承端盖11，在下轴承12与轴承端盖11之间设有隔油动盘10，隔油动盘10通过动盘轴套9与主轴2通过过渡配合连接，隔油动盘10的下盘面与轴承端盖11之间设有互相配合的迷宫式密封环槽，轴承端盖11的下部与动盘轴套9外缘之间设有密封槽，密封槽内装有骨架油封7，并在骨架油封7外设有防尘盖8。
Claims (3)
1.一种全液压岩芯钻机动力头，它设有液压马达(13)驱动的主轴(2)，主轴(2)通过上、下轴承(14、12)装在动力头的箱体(6)内，在箱体(6)内设有装在液压马达(13)与主轴(2)之间的变速传动机构，在主轴(2)的传动齿轮(15)与下轴承(12)之间设有定位轴套(1)，其特征在于：在所述定位轴套(1)的中部固定有转盘(3)，转盘(3)的下面设有装在主轴(2)外的支承套(5)，支承套(5)的下端与箱体(6)相接，支承套(5)向上的端面与转盘(3)的下盘面之间设有互相配合的迷宫式密封环槽，支承套(5)与主轴的定位轴套(1)之间构成存脂、散热的空腔(4)，上述空腔(4)内装有轴承润滑脂，
下轴承(12)的下部设有与箱体(6)固定的轴承端盖(11)，在下轴承(12)与轴承端盖(11)之间设有隔油动盘(10)，隔油动盘(10)通过动盘轴套(9)与主轴(2)通过过渡配合连接，隔油动盘(10)的下盘面与轴承端盖(11)之间设有互相配合的迷宫式密封环槽，
轴承端盖(11)的下部与动盘轴套(9)外缘之间设有密封槽，密封槽内装有骨架油封(7)，并在骨架油封(7)外设有防尘盖(8)。
2.根据权利要求1所述的全液压岩芯钻机动力头，其特征在于：变速传动机构设有传动轴(19)和中间轴(20)，液压马达(13)与传动轴(19)相接，中间轴(20)与主轴(2)之间通过一对常啮合齿轮传动，传动轴上装有二级变速双联齿轮，中间轴(20)上装有与传动轴(19)双联齿轮配合变速的固定齿轮，传动轴(19)的侧部设有支撑轴(16)，支撑轴(16)上装有与传动轴(19)上的双联齿轮配合的拔叉(17)，拔叉(17)与双联齿轮之间装有平面轴承(18)。
3.根据权利要求2所述的岩芯钻机的动力头，其特征在于：平面轴承(18)的外轴承环上设有叉槽，所述拔叉(17)装在外轴承环的叉槽内。
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