CN103742082A - 天井钻机钻杆联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明属于天井钻机的钻杆连接装置，具体涉及一种钻杆联轴器，包括与电机主轴固定连接的壳体，所述壳体内部设有钻杆连接套，所述钻杆连接套与壳体之间为球面配合，所述钻杆连接套与壳体内臂之间还设有周向限位机构，即钻杆连接套是与壳体同步转动的，当钻杆带动钻头向下钻孔或带动刀盘向上扩孔时能保证孔的位置度和同轴度，避免了钻孔过程中钻头位置偏移而导致钻孔失败，保证了成孔的质量。

Description

天井钻机钻杆联轴器

技术领域

本发明属于天井钻机的钻杆连接装置，具体涉及一种钻杆联轴器。

背景技术

天井钻机是一种机械化程度高、操作安全、生产效率高的天井施工设备，主要用于地下矿山和其他工程的井下煤仓、暗井、电缆孔、通风孔等施工作业，在某些施工作业过程中由于地质较为复杂，钻头一旦遇到较大的石块就难免会产生偏移，然而，现有技术中钻杆和电机主轴一般是刚性连接，因此钻杆一旦发生偏移就会带动整个机体倾斜，这样不仅会导致钻孔失败还会严重威胁到施工人员的安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以对钻井机头自动进行纠偏的钻杆联轴器。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种钻杆联轴器，包括与电机主轴固定连接的壳体，所述壳体内部设有钻杆连接套，所述钻杆连接套与壳体之间为球面配合，所述钻杆连接套与壳体内臂之间还设有周向限位机构，即钻杆连接套是与壳体同步转动的。

本发明的技术效果在于：当钻杆带动钻头向下钻孔或带动刀盘向上扩孔时能保证孔的位置度和同轴度，避免了钻孔过程中钻头位置偏移而导致钻孔失败，保证了成孔的质量。

附图说明

图1是本发明的剖视图；

图2是图1的Ⅰ局部放大视图；

图3是图2的Ⅱ局部放大视图。

具体实施方式

如图1所示，一种钻杆联轴器，包括与电机主轴固定连接的壳体10，所述壳体10内部设有钻杆连接套20，所述钻杆连接套20与壳体10之间为球面配合，所述钻杆连接套20与壳体10内臂之间还设有限定钻杆连接套20与壳体10同步转动的周向限位机构。钻杆同轴固定在钻杆连接套20上，电机在驱动钻杆转动的同时，钻杆还可以在一定幅度范围内进行摆动，这样就避免了钻杆在产生偏移时机座也随之倾斜，同时在扩孔过程中由于钻杆受到来自钻头和机座的拉力，所以就算钻杆产生偏移在拉力的作用下也会自行摆动到正确的位置上，大大提高了成孔的质量。

如图1、2所示，壳体10包括第一壳体11和第二壳体12，所述第一壳体11的内腔为圆柱形，所述第二壳体12的内腔侧壁为球面状，所述第一壳体11和第二壳体12连成一体并且二者的内腔组成一个贯通的组合腔体，所述第二壳体12的内腔底部设有贯通第二壳体12的连轴孔121，所述第二壳体12的内腔与圆柱形内腔连通处的腔径较大，与连轴孔连通处的腔径较小，所述钻杆连接套20的轮廓形状为回转体，所述周向限位机构包括第一壳体11的环形内壁上均匀设置的内齿111以及钻杆连接套20的环形外表面上均匀设置的外齿21，所述内齿111的齿宽方向与圆柱形腔体的轴线平行，外齿21的齿宽方向与钻杆连接套20的轴线平行，所述各外齿21的齿顶构成球面状，所述外齿21与内齿111相互咬合，所述钻杆连接套20上还设有与第二壳体12相配合的球面段，该球面段的球面直径与第二壳体12的内腔的球面直径相等，该球面段的球心与外齿21的齿顶构成的球面的球心位于同一点上，所述钻杆连接套20上朝向连轴孔121的一端设有钻杆连接螺孔22，所述第一壳体11与电机主轴相连且圆柱形内腔与电机主轴同轴。上述技术方案是本发明的一种实施手段，内齿111和外齿21咬合使壳体10能够带动钻杆连接套20转动，同时第二壳体12与钻杆连接套20的球面配合可以使钻杆连接套20在任意角度上自由摆动，为了防止摆动过程中内齿21和外齿111相互阻挡，因此将外齿21的齿顶设置成球面状并且该球面的球心与钻杆连接套20上的球面段的球心共点，钻杆穿过连轴孔121与钻杆连接螺孔22进行螺纹连接，钻杆连接套20带动钻杆转动。

如图2所示，第一壳体11的内齿111的齿宽大于钻杆连接套20的外齿21的齿宽。钻杆连接套20可以沿着外齿的齿宽方向浮动，这可以起到一定的缓冲作用。

如图1所示，第一壳体11上设有通孔，通孔的与圆柱形内腔连通且二者的轴线共线，所述第一壳体11外表面上沿通孔边缘周向设置有锯齿112，台阶轴30直径较小的一段自第一壳体11内侧穿过通孔且该段台阶轴30的顶端设有外螺纹，台阶轴30的台阶面抵靠在第一壳体11的内壁上，所述电机主轴的端面上设有与台阶轴30构成螺纹连接的螺纹孔且该端面上还设有与第一壳体上的锯齿112相互咬合的锯齿。电机主轴与第一壳体11之间利用锯齿112传递扭矩，而不是采用螺栓传递扭矩，锯齿122的抗扭强度更高，大大提高了钻机工作的可靠性，台阶轴30的作用一方面是为了充当螺栓使锯齿相互咬合，另一方面是为了承担钻机工作过程中轴向的拉力。

如图3所示，台阶轴30的台阶面与第一壳体11的内壁之间设有缓冲垫113；钻杆连接套20朝向第一壳体11通孔的一端设有导向孔23，所述导向孔23的孔口处设有收拢状的凸缘24，所述凸缘24的顶部为拱起的弧面状，所述凸缘24与台阶轴30的圆柱面构成滑动导向配合，钻杆连接套20上沿凸缘24顶部设有环形凹槽，环形凹槽内设有格来圈25。凸缘24沿台阶轴上下滑动可以对钻杆连接套20的上下浮动起到一定的引导作用，格来圈25可以减小摩擦同时防止润滑油流失。

Claims (7)

1.一种钻杆联轴器，其特征在于：包括与电机主轴固定连接的壳体（10），所述壳体（10）内部设有钻杆连接套（20），所述钻杆连接套（20）与壳体（10）之间为球面配合，所述钻杆连接套（20）与壳体（10）内臂之间还设有限定钻杆连接套（20）与壳体（10）同步转动的周向限位机构。

2.根据权利要求1所述的钻杆联轴器，其特征在于：所述壳体（10）包括第一壳体（11）和第二壳体（12），所述第一壳体（11）的内腔为圆柱形，所述第二壳体（12）的内腔侧壁为球面状，所述第一壳体（11）和第二壳体（12）连成一体并且二者的内腔组成一个贯通的组合腔体，所述第二壳体（12）的内腔底部设有贯通第二壳体（12）的连轴孔（121），所述第二壳体（12）的内腔与圆柱形内腔连通处的腔径较大，与连轴孔连通处的腔径较小，所述钻杆连接套（20）的轮廓形状为回转体，所述周向限位机构包括第一壳体（11）的环形内壁上均匀设置的内齿（111）以及钻杆连接套（20）的环形外表面上均匀设置的外齿（21），所述内齿（111）的齿宽方向与圆柱形腔体的轴线平行，外齿（21）的齿宽方向与钻杆连接套（20）的轴线平行，所述各外齿（21）的齿顶构成球面状，所述外齿（21）与内齿（111）相互咬合，所述钻杆连接套（20）上还设有与第二壳体（12）相配合的球面段，该球面段的球面直径与第二壳体（12）的内腔的球面直径相等，该球面段的球心与外齿（21）的齿顶构成的球面的球心位于同一点上，，所述钻杆连接套（20）上朝向连轴孔（121）的一端设有钻杆连接螺孔（22），所述第一壳体（11）与电机主轴相连且圆柱形内腔与电机主轴同轴。

3.根据权利要求2所述的钻杆联轴器，其特征在于：所述第一壳体（11）的内齿（111）的齿宽大于钻杆连接套（20）的外齿（21）的齿宽。

4.根据权利要求2或3所述的钻杆联轴器，其特征在于：所述第一壳体（11）上设有通孔，通孔的与圆柱形内腔连通且二者的轴线共线，所述第一壳体（11）外表面上沿通孔边缘周向设置有锯齿（112），台阶轴（30）直径较小的一段自第一壳体（11）内侧穿过通孔且该段台阶轴（30）的顶端设有外螺纹，台阶轴（30）的台阶面抵靠在第一壳体（11）的内壁上，所述电机主轴的端面上设有与台阶轴（30）构成螺纹连接的螺纹孔且该端面上还设有与第一壳体上的锯齿（112）相互咬合的锯齿。

5.根据权利要求4所述的钻杆联轴器，其特征在于：所述的台阶轴（30）的台阶面与第一壳体（11）的内壁之间设有缓冲垫（113）。

6.根据权利要求5所述的钻杆联轴器，其特征在于：所述的钻杆连接套（20）朝向第一壳体（11）通孔的一端设有导向孔（23），所述导向孔（23）的孔口处设有收拢状的凸缘（24），所述凸缘（24）的顶部为拱起的弧面状，所述凸缘（24）与台阶轴（30）的圆柱面构成滑动导向配合。

7.根据权利要求6所述的钻杆联轴器，其特征在于：所述钻杆连接套（20）上沿凸缘（24）顶部设有环形凹槽，环形凹槽内设有格来圈（25）。

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