CN101975033B - 一种缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓冲装置，用于旋挖钻机，包括套装于所述旋挖钻机的钻杆(11)外部的弹簧座(2)，所述弹簧座(2)支撑有主弹簧(3)，所述主弹簧(3)的上方支撑有套装于所述钻杆(11)外部的托盘(12)；所述弹簧座(2)与所述托盘(12)之间进一步设有副弹簧(4)。该装置能够显著减少主弹簧(3)的劳动强度，降低其损坏的概率，从而延长其使用寿命。

Description

一种缓冲装置

技术领域

本发明涉及旋挖钻机技术领域，特别涉及一种缓冲装置。

背景技术

目前，在旋挖钻机施工的过程中，钻杆每层钢管之间经常会发生架空或带杆现象，在给钻杆加压时，钻杆会突然对托盘产生垂直向下的冲击力，同时对连接扁头和卷扬的钢丝绳产生冲击力，造成钻杆托盘损坏、钢丝绳锁结脱扣或钢丝绳折断，因此在托盘的下方增设了缓冲装置。

请参考图1和图2，图1为现有技术中一种典型的缓冲装置的结构示意图；图2为图1中缓冲装置的俯视图。

旋挖钻机包括钻杆，所述钻杆包括芯杆1′1及与芯杆1′1连接的方头1′2；如图1所示，方头1′2和芯杆1′1连接位置的外部套装有弹簧座2′，弹簧座2′上支撑有弹簧3′，通过该弹簧3′支撑着套装于芯杆1′1外部的托盘4′。托盘4′可以在芯杆1′1上下滑动，并在钻杆自重和加压力的作用下压在弹簧3′的上端面上，钻杆卡杆或者带杆后芯杆1′1外部的钢管突然下落时，通过弹簧3′的弹力将冲击力吸收消耗，因而可以保护托盘4′免受损坏，同时保证钢丝绳免受损坏。

然而，上述现有技术中的缓冲装置在承载时，钻杆会因自身超重将弹簧3′整体压并，即由于劳动强度过大，弹簧3′的被压缩量超出弹簧压缩设计值，造成弹簧3′提前疲劳损坏和断裂。当弹簧3′损坏或断裂后，需要立刻停工及时维修或者更换弹簧3′，因而明显降低了工作效率。

有鉴于此，如何对现有技术中的缓冲装置加以改进，从而减少弹簧的劳动强度，提高其工作寿命，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种缓冲装置，该装置能够显著减少主弹簧的劳动强度，降低其损坏的概率，从而延长其使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种缓冲装置，用于旋挖钻机，包括套装于所述旋挖钻机的钻杆外部的弹簧座，所述弹簧座支撑有主弹簧，所述主弹簧的上方支撑有套装于所述钻杆外部的托盘；所述弹簧座与所述托盘之间进一步设有副弹簧。

优选地，所述弹簧座包括套装于所述钻杆外部的导向套，所述导向套的下端部连接有沿所述钻杆径向凸出的支撑台；所述支撑台支撑所述主弹簧，所述导向套的上端面支撑所述副弹簧。

优选地，所述支撑台与所述托盘之间进一步设有套装于所述导向套外部的主弹簧导杆，且所述主弹簧导杆设于所述主弹簧的弹簧孔中。

优选地，所述主弹簧导杆的长度等于所述主弹簧处于压缩极限时的长度。

优选地，所述导向套的上端部沿径向向外延伸有凸台，所述主弹簧导杆的下端部的内壁连接有嵌块，且所述凸台在垂直于所述钻杆轴向的平面内的投影落在或者部分落在所述嵌块的上端面上。

优选地，所述导向套的外部进一步固定套装有副弹簧顶杆，且所述副弹簧顶杆的上端面与所述导向套的上端面平齐，所述副弹簧顶杆的上端部沿所述钻杆的径向向外凸出形成所述凸台。

优选地，所述副弹簧顶杆的下端部设有沿所述钻杆径向向外凸出、并支撑于所述支撑台上的支撑壁，且所述支撑台通过所述支撑壁支撑所述主弹簧。

优选地，所述主弹簧导杆的下端部的内壁设有凹槽，所述嵌块设于所述凹槽内，且所述嵌块的底面与所述主弹簧导杆的下端面平齐；所述主弹簧导杆的下端面进一步连接有端盖，且所述端盖与所述嵌块固定连接。

优选地，所述主弹簧上下两端分别设有主弹簧上磨板和主弹簧下磨板；所述主弹簧通过所述主弹簧上磨板支撑所述托盘，并通过所述主弹簧下磨板支撑于所述支撑台上。

优选地，所述副弹簧的上下两端分别设有副弹簧上磨板和副弹簧下磨板；所述副弹簧通过所述副弹簧上磨板支撑所述托盘，并通过所述副弹簧下磨板支撑于所述导向套的上端面上。

在现有技术的基础上，本发明所提供的缓冲装置的弹簧座与托盘之间进一步设有副弹簧。由于增加了副弹簧，因而弹簧的整体强度得到了加强，在托盘所受到的负载不变的前提下，由于副弹簧分担负载，缓冲了负载对主弹簧的震动冲击，因而主弹簧受到的负载得到减少，其劳动强度得到了减少，从而降低了主弹簧受到损坏的概率，显著提高了其使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的缓冲装置的结构示意图；

图2为图1中缓冲装置的俯视图；

图3为本发明一种实施例中缓冲装置处于自由状态下的结构示意图；

图4为图3中的缓冲装置处于压缩状态下的结构示意图；

图5为图3和图4中的缓冲装置的主弹簧导杆的结构示意图；

图6为图5中主弹簧导杆的仰视图；

图7为图3和图4中的缓冲装置的副弹簧顶杆的结构示意图；

图8为图3和图4中的缓冲装置的端盖的结构示意图。

其中图1和图2中部件名称与附图标记之间的对应关系为：

芯杆1′1；方头1′2；弹簧座2′；弹簧3′；托盘4′。

图3至图8中部件名称与附图标记之间的对应关系为：

钻杆11；托盘12；弹簧座2；导向套21；支撑台22；主弹簧3；副弹簧4；主弹簧导杆5；凹槽51；嵌块61；端盖62；第一螺纹孔62a；第二螺纹孔62b；副弹簧顶杆7；凸台71；支撑壁72；主弹簧上磨板81；主弹簧下磨板82；副弹簧上磨板91；副弹簧下磨板92。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种缓冲装置，该装置能够显著减少主弹簧的劳动强度，降低其损坏的概率，从而延长其使用寿命。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3和图4，图3为本发明一种实施例中缓冲装置处于自由状态下的结构示意图；图4为图3中的缓冲装置处于压缩状态下的结构示意图。

在一种实施例中，本发明所提供的缓冲装置，包括弹簧座2、主弹簧3和托盘12，弹簧座2套装于钻杆11的外部，托盘12套装于钻杆11的外部，托盘12并可以沿钻杆11上下滑动，主弹簧3设于弹簧座2和托盘12之间。

如图3和图4所示，在上述现有技术的基础上，弹簧座2与托盘12之间进一步设有副弹簧4。由于增加了副弹簧4，因而弹簧系统的整体强度得到了加强，在托盘12所受到的负载不变的前提下，由于副弹簧4分担负载，因而缓冲了负载对主弹簧3的震动冲击，主弹簧3受到的负载得到减少，其劳动强度得到了减少，因而降低了主弹簧3受到损坏的概率，显著提高了其使用寿命。

在上述实施例的基础上，还可以对主弹簧3和副弹簧4的设置位置作出设计。具体地，如图3和图4所示，弹簧座2包括套装于钻杆11外部的导向套21，导向套21的下端部连接有沿钻杆11径向凸出的支撑台22；支撑台22支撑主弹簧3，导向套21的上端面支撑副弹簧4，亦即副弹簧4套装于钻杆11的外部，且处于主弹簧3的弹簧孔中，并支撑于导向套21的上端面上。该种结构设计充分利用了主弹簧3的弹簧孔的空间及导向套21上端面上方的空间，在不增大所述缓冲装置整体体积的前提下，设置一个副弹簧4，提高了弹簧系统的整体强度。

请同时参考图3、图4、图5和图6，图5为图3和图4中的缓冲装置的主弹簧导杆的结构示意图；图6为图5中主弹簧导杆的仰视图。

进一步地，如图3和图4所示，所述缓冲装置进一步包括主弹簧导杆5，该主弹簧导杆5设于支撑台22与托盘12之间，且套装于导向套21的外部，并设于主弹簧3的弹簧孔中。该主弹簧导杆5的长度大于或等于主弹簧3处于压缩极限时的长度，因而当主弹簧3被压缩到极限或者还没有被压缩到极限时，由于主弹簧导杆5的支撑作用，主弹簧3不能继续被压缩，从而防止在负载超重时，主弹簧3由于被压缩量超过其压缩极限值而受到损坏。

进一步地，导向套21的上端部沿径向向外延伸有凸台71，主弹簧导杆5的下端部的内壁连接有嵌块61，且凸台71在垂直于钻杆11轴向的平面内的投影落在或者部分落在嵌块61的上端面上。在托盘12的负载去除后，主弹簧3和副弹簧4由压缩状态转为伸长状态时，该种结构设计可以防止主弹簧导杆5与导向套21发生脱离，进而避免主弹簧导杆5支撑于导向套21的上端面上，避免破坏缓冲装置的工作性能。

请参考图7，图7为图3和图4中的缓冲装置的副弹簧顶杆的结构示意图。

在上述结构中，可以对凸台71的形成方式作出设计。具体地，如图3、图4饿图7所示，导向套21的外部进一步固定套装有副弹簧顶杆7，副弹簧顶杆7的上端部沿钻杆11的径向向外凸出形成凸台71。相对于直接在导向套21上加工凸台71，该结构设计降低了凸台71的加工难度。此外，副弹簧顶杆7的上端面与导向套21的上端面齐平，因而可以增大副弹簧4的支撑面，进而可以提高副弹簧4工作的稳定性。

此外，如图7所示，副弹簧顶杆7的下端部设有沿钻杆11径向向外凸出的支撑壁72；如图3和图4所示，该支撑壁72支撑于弹簧座2的支撑台22上，并且该支撑台22通过该支撑壁72支撑主弹簧3和主弹簧导杆5。该支撑壁72一方面将支撑台22与主弹簧3和主弹簧导杆5分离，从而避免支撑台22受到二者的直接撞击，另一方面可以增加支撑台22的支持性能。

请参考图8，图8为图3和图4中的缓冲装置的端盖的结构示意图。

在上述实施例中，需要说明的是，上述实施例对于嵌块61与主弹簧导杆5之间的连接结构不作限制，因而任意一种连接结构均在本发明的保护范围之内。当然，可以具体设计一种连接结构。

比如，请参考图5和图6，主弹簧导杆5的下端部的内壁设有凹槽51，嵌块61设于该凹槽51内；如图3和图4所示，嵌块61的底面与主弹簧导杆5的下端面平齐，并且主弹簧导杆5的下端面进一步连接有端盖62，端盖62与嵌块61固定连接，该端盖62具体可以均通过螺栓与嵌块61和主弹簧导杆5连接。具体地，如图8所示，端盖62上设有第一螺纹孔62a和第二螺纹孔62b，该端盖62通过第一螺纹孔62a与嵌块61连接，通过第第二螺纹孔62b与主弹簧导杆5连接。显然，上述结构设计非常方便地实现了嵌块61与主弹簧导杆5之间的连接，并且连接结构比较简单，可靠性较高。

进一步地，如图3和图4所示，在上述任一种实施例的基础上，主弹簧3上下两端分别设有主弹簧上磨板81和主弹簧下磨板82；主弹簧3通过主弹簧上磨板81支撑托盘12，并通过主弹簧下磨板82支撑于支撑台22上；具体地，在没有设置支撑壁72的结构中，该主弹簧下磨板82可以直接支撑于支撑台22上；在设有支撑壁72的结构中，该主弹簧下磨板82可以直接支撑于该支撑壁72上，并间接支撑于支撑台22上。该种结构设计可以防止主弹簧3对托盘12及支撑台22或者支撑壁72的摩擦冲击，防止其受到磨损。

进一步地，如图3和图4所示，在上述任一种实施例中，副弹簧4的上下两端分别设有副弹簧上磨板91和副弹簧下磨板92；副弹簧4通过副弹簧上磨板91支撑托盘12，并通过副弹簧下磨板92支撑于导向套21的上端面上。具体地，在没有主弹簧上磨板81的结构中，该副弹簧上磨板91直接与托盘12接触，从而防止副弹簧4对托盘12的磨损；在具有主弹簧上磨板81的结构中，如图3和图4所示，该副弹簧上磨板91与主弹簧上磨板81接触，从而防止副弹簧4对主弹簧上磨板81的磨损。

此外，本发明所同的缓冲装置的装配过程为：首先，将弹簧座2套装于钻杆11的外部，副弹簧顶杆7套在弹簧座2的导向套21上并焊接固定，并且使得副弹簧顶杆7的支撑壁72支撑于弹簧座2的支撑台22上；将副弹簧下磨板92装配于导向套21的上端面上，然后装入副弹簧4，并装入副弹簧上磨板91；接着，在副弹簧顶杆的外部装入主弹簧下磨板82，并装入端盖62，接着装入主弹簧导杆5，并在主弹簧导杆5的凹槽51内装入嵌块61，最终通过端盖62将嵌块61与主弹簧导杆5固定；然后在主弹簧导杆5的外部套装主弹簧3，并加上主弹簧上磨板81，最后将托盘12设置于主弹簧上磨板81的上方。

以上对本发明所提供的一种缓冲装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种缓冲装置，用于旋挖钻机，包括套装于所述旋挖钻机的钻杆(11)外部的弹簧座(2)，所述弹簧座(2)支撑有主弹簧(3)，所述主弹簧(3)的上方支撑有套装于所述钻杆(11)外部的托盘(12)；其特征在于，所述弹簧座(2)与所述托盘(12)之间进一步设有副弹簧(4)；

所述弹簧座(2)包括套装于所述钻杆(11)外部的导向套(21)，所述导向套(21)的下端部连接有沿所述钻杆(11)径向凸出的支撑台(22)；所述支撑台(22)支撑所述主弹簧(3)，所述导向套(21)的上端面支撑所述副弹簧(4)；

所述支撑台(22)与所述托盘(12)之间进一步设有套装于所述导向套(21)外部的主弹簧导杆(5)，且所述主弹簧导杆(5)设于所述主弹簧(3)的弹簧孔中；

所述导向套(21)的上端部沿径向向外延伸有凸台(71)，所述主弹簧导杆(5)的下端部的内壁连接有嵌块(61)，且所述凸台(71)在垂直于所述钻杆(11)轴向的平面内的投影落在或者部分落在所述嵌块(61)的上端面上。

2.如权利要求1所述的缓冲装置，其特征在于，所述主弹簧导杆(5)的长度等于所述主弹簧(3)处于压缩极限时的长度。

3.如权利要求1所述的缓冲装置，其特征在于，所述导向套(21)的外部进一步固定套装有副弹簧顶杆(7)，且所述副弹簧顶杆(7)的上端面与所述导向套(21)的上端面平齐，所述副弹簧顶杆(7)的上端部沿所述钻杆(11)的径向向外凸出形成所述凸台(71)。

4.如权利要求3所述的缓冲装置，其特征在于，所述副弹簧顶杆(7)的下端部设有沿所述钻杆(11)径向向外凸出、并支撑于所述支撑台(22)上的支撑壁(72)，且所述支撑台(22)通过所述支撑壁(72)支撑所述主弹簧(3)。

5.如权利要求1所述的缓冲装置，其特征在于，所述主弹簧导杆(5)的下端部的内壁设有凹槽(51)，所述嵌块(61)设于所述凹槽(51)内，且所述嵌块(61)的底面与所述主弹簧导杆(5)的下端 面平齐；所述主弹簧导杆(5)的下端面进一步连接有端盖(62)，且所述端盖(62)与所述嵌块(61)固定连接。

6.如权利要求1至4任一项所述的缓冲装置，其特征在于，所述主弹簧(3)上下两端分别设有主弹簧上磨板(81)和主弹簧下磨板(82)；所述主弹簧(3)通过所述主弹簧上磨板(81)支撑所述托盘(12)，并通过所述主弹簧下磨板(82)支撑于所述支撑台(22)上。

7.如权利要求1至4任一项所述的缓冲装置，其特征在于，所述副弹簧(4)的上下两端分别设有副弹簧上磨板(91)和副弹簧下磨板(92)；所述副弹簧(4)通过所述副弹簧上磨板(91)支撑所述托盘(12)，并通过所述副弹簧下磨板(92)支撑于所述导向套(21)的上端面上。 

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