CN104265155B - 一种旋挖钻机动力头缓冲装置及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种旋挖钻机的动力头缓冲装置及旋挖钻机，该旋挖钻机的动力头缓冲装置包括键套体以及与键套体上部滑动配合设置的缓冲压盘，缓冲压盘内固定有多个导向键；键套体顶部固定有可拆卸的导向法兰；其中，导向法兰外设置有与导向键配合的导向键槽；通过在缓冲压盘内设置导向键，并在键套体顶部固定可拆卸的导向法兰，而且导向法兰外设置有与导向键配合的导向键槽，使键套体通过导向法兰导向，而且在导向法兰上的导向键槽损坏时，只需要更换导向法兰即可，无需更换和维修键套体，减少了维修成本和工艺流程。

Description

一种旋挖钻机动力头缓冲装置及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种旋挖钻机的动力头缓冲装置及设置有该动力头缓冲装置的旋挖钻机。

背景技术

近年来，旋挖钻机在桩基础成孔施工中的应用越来越广泛。动力头是旋挖钻机的一个重要部件，由动力箱、减速机、滑架、缓冲装置等组成。传统的缓冲装置设置于动力箱之上，如图1和图2所示，由缓冲压盘01、下筒体06、弹簧03、导杆02、橡胶减震器04、螺母05等组成，下筒体06与动力箱键套体07用螺钉固定连接在一起，导杆02装配或焊接在下筒体06上，导杆02上端穿过缓冲压盘底部法兰的安装孔并用螺母05锁紧，给缓冲压盘01上限位，缓冲压盘01在钻杆重力或冲击作用下随之向下运动，此时弹簧03等缓冲元器件发生作用，缓冲掉钻杆冲击能量，保护动力头。

当前新的缓冲装置是将原缓冲装置下筒体06与键套体07合二为一，如图3所示，并增加了液压缓冲装置08，键套体07用螺钉与减速箱套筒连接，此种新型缓冲装置较传统的缓冲装置加键套体，增加了钻杆导向长度，有利于保证钻孔精度；采用螺栓装配方式将键条与键套体连接固定，键套体上为通孔，更换方便，维修成本低，而传统方式键套体上为螺纹孔，螺纹孔坏丝时导致键套体报废。

现有的缓冲装置结构为在缓冲压盘上设置导向键槽，配合下筒体上的导向键导向，一方面制造的时候难以保证导向键与导向键槽的间隙过小，经常是导杆与孔匹配对上时导向键与导向键槽已经干涉；加之现有的导向键槽长度为缓冲压盘的底部法兰厚度，一般20-36mm，导向键与键槽接触长度较短，缓冲装置在使用一段时间后导向键或导向键槽磨损间隙增大后，失去保护导杆防扭的功能。另一方面，当下筒体还集成有键套，能安装键条时，整个下筒体制造成本高，若在下筒体焊接导向键，一旦导向键磨损后失效，将导致整个下筒体报废。

因此，针对现有的旋挖钻机缓冲装置易损坏且维修成本高的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有的旋挖钻机缓冲装置易损坏且维修成本高的问题，本发明提供一种旋挖钻机的动力头缓冲装置及设置有该动力头缓冲装置的旋挖钻机。

本发明提供的一种旋挖钻机的动力头缓冲装置，包括键套体以及与所述键套体上部滑动配合设置的缓冲压盘，

所述缓冲压盘内固定有多个导向键；

所述键套体顶部固定有可拆卸的导向法兰；其中，

所述导向法兰外设置有与所述导向键配合的导向键槽。

进一步地，所述键套体顶部设置有外围带卡槽的第一端部；

所述导向法兰设置有外围带卡块的第二端部；其中，

所述卡块与所述卡槽配合设置。

进一步地，所述导向键槽设置在所述导向法兰外侧；所述导向法兰上设置有第一安装孔；

所述键套体顶部设置有与所述第一安装孔对应的第二安装孔；

所述导向法兰通过螺钉固定在所述键套体上。

进一步地，所述缓冲压盘包括：

筒体，所述筒体间隔预定距离固定所述导向键；

第一法兰，固定在所述筒体的上部

第二法兰，固定在所述筒体的下部。

进一步地，所述第一法兰设置有与所述导向法兰上端面对应的第一接触面。

进一步地，所述导向法兰上固定有橡胶环；

所述第一法兰设置有与所述橡胶环上端面对应的第二接触面。

进一步地，所述筒体外还固定有筋板；

第二法兰底部固定有用于安装弹簧缓冲装置的导向管；其中，

所述弹簧缓冲装置另一端固定在所述键套体的外壁上。

进一步地，所述第一法兰的内径值与所述第二法兰内径值相同；或，

所述第一法兰的内径值不大于所述第二法兰的内径值。

进一步地，所述橡胶环上设置有与所述导向键槽对应的橡胶键槽；

所述橡胶键槽与所述导向键的间隙值大于所述导向键槽与所述导向键的间隙值。

本发明还提供一种旋挖钻机，所述旋挖钻机设置有其上所述的动力头缓冲装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种旋挖钻机的动力头缓冲装置，包括键套体以及与键套体上部滑动配合设置的缓冲压盘，缓冲压盘内固定有多个导向键；键套体顶部固定有可拆卸的导向法兰；其中，导向法兰外设置有与导向键配合的导向键槽；通过在缓冲压盘内设置导向键，并在键套体顶部固定可拆卸的导向法兰，而且导向法兰外设置有与导向键配合的导向键槽，使键套体通过导向法兰导向，而且在导向法兰上的导向键槽损坏时，只需要更换导向键槽即可，无需更换和维修键套体，减少了维修成本和工艺流程。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1所示为现有相关技术中缓冲装置的结构示意图；

图2所示为现有相关技术中键套体的结构示意图；

图3所示为现有相关技术中与键套体组合后新的缓冲装置结构示意图；

图4所示为本发明实施例一中缓冲压盘的俯视结构示意图；

图5所示图4中的A-A剖视示意图；

图6所示为本发明实施例一中键套体的结构示意图；

图7所示为本发明实施例一中导向法兰的结构示意图

图8所示为图7另一视角的剖视示意图；

图9所示为本发明实施例一中旋挖钻机的动力头缓冲装置的结构示意图；

图10所示为图9中的C-C剖视示意图；

图11所示为本发明实施例一中要添加的橡胶环的结构示意图；

图12所示为本发明实施例一添加上橡胶环的结构示意图；

图13所示为本发明实施例二中缓冲压盘的结构示意图；

图14所示为本发明实施例二中旋挖钻机的动力头缓冲装置的结构示意图。

附图标记说明：

图1-图3中，

01、缓冲压盘；02、导杆；03、弹簧；04、橡胶减震器；05、螺母；06、下筒体；07、键套体；08、液压缓冲装置；

图4-图14中，

1、键套体；11、第一端部；12、卡槽；13、第二安装孔；14、键条；15、第三法兰；2、缓冲压盘；21、导向键；22、筒体；23、第一法兰；231、第一接触面；232、第二接触面；24、第二法兰；25、筋板；26、第三安装孔；27、导向管；28、弹簧缓冲装置；29、液压缓冲装置；3、导向法兰；31、导向键槽；32、卡块；33、第一安装孔；34、螺钉；35、第二端部；4、橡胶环；41、第四安装孔；42、橡胶键槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有旋挖钻机的动力头的如下问题：缓冲装置在使用一段时间后导向键或导向键槽磨损间隙增大后，失去保护导杆防扭的功能；另外，下筒体焊接导向键，而缓冲压盘底部为导向键槽结构，随缓冲压盘运动的是键槽，该方式容易对键槽和导向键造成损坏，若导向键磨损后失效，将导致下筒体整个报废；若导向键槽损坏，则造成整个缓冲压盘报废，造成动力头缓冲装置维修成本增高。本发明实施例通过在键套体顶部固定一可拆卸的导向法兰，将导向键固定在键套体内侧，导向法兰外侧设置有对应导向键的导向键槽，使键套体可以通过导向法兰来导向，若导向键槽损坏可以只更换导向法兰，降低维修成本，缩短维修时间。

实施例一，

如图4-图10所示，该旋挖钻机的动力头缓冲装置，包括键套体1以及与所述键套体1上部滑动配合设置的缓冲压盘2，缓冲压盘2内固定有多个导向键21；键套体1顶部固定有可拆卸的导向法兰3；其中，导向法兰3外设置有与导向键21配合的导向键槽31。

其中，如图4和图5所示，该键套体1的结构为：缓冲压盘2包括：筒体22、固定在筒体上下端部的第一法兰23和第二法兰24以及间隔预定的距离固定在筒体22内的导向键21。本发明实施例一中，是以所述第一法兰23的内径值小于所述第二法兰24的内径值为例来详细说明的；实施例二中是以第一法兰23的内径值与所述第二法兰24内径值相同为例来详细说明的。

如图4和图5所示，第一法兰23的内径值小于所述第二法兰24的内径值，而且第一法兰23设置有与所述导向法兰3上端面对应的第一接触面231，用于提供导向键的极限限位距离，具体将在下述内容中说明。筒体22顶部焊接在第一法兰23的底部，筒体22底部焊接在第二法兰24的顶部，筒体22内每间隔一定的距离焊接一根导向键21；为提高筒体22的强度，在筒体22外还固定有筋板25。第二法兰24底部固定有用于安装弹簧缓冲装置28端部的导向管27；第二法兰24上还设置有用于连接液压缓冲装置29的第三安装孔26以及用于装配其他零部件的安装止口。

如图6-图10所示，键套体1大体为筒状结构，在键套体1的顶部设置有外围带卡槽12的第一端部11，与导向法兰3第二端部35的卡块32配合设置，用于安装导向法兰3，键套体1顶部还设置有第二安装孔13，与导向法兰3上的第一安装孔33配合，通过螺钉34安装到第一安装孔33和第二安装孔13内来安装导向法兰。键套体1外还设置有固定弹簧缓冲装置28端部的第三法兰15，弹簧缓冲装置28通过第三法兰15固定在键套体1的外壁上；键套体1内还设置有键条14。

导向法兰3上设置有用于将其安装到键套体1上的第一安装孔33，在第一安装孔33还设置有用于装配其他零部件的安装止口，导向法兰的第一安装孔33和安装止口与导向键槽31间隔预定的距离，保证导向键21与导向键槽31的间隔达到工艺要求。

由于现有的动力头缓冲装置承受钻杆的冲击能量甚大，所以在其缓冲装置的极限缓冲能力范围内设定缓冲装置极限限位位置，达到极限限位位置时，弹簧缓冲装置和液压缓冲装置等压缩到极限位置，从而保护缓冲元器件不损坏。但是，现有的缓冲装置结构，使缓冲装置下部的弹簧缓冲装置和液压缓冲装置在达到极限位置时，缓冲压盘压到导杆的轴肩部的有效接触面积并不大，使导杆受到强大冲击力，导杆受到强大冲击力时易损耗，一旦导杆损坏，弹簧缓冲装置和液压缓冲装置也将损坏或脱落，进而导致整个动力头缓冲装置失效甚至出现事故。

本发明实施例在第一法兰23设置有与导向法兰3上端面对应的第一接触面231，如图5和图9所示，用于提供导向键的极限限位距离，来代替弹簧缓冲装置28和液压缓冲装置29的极限限位距离；具体为，第一接触面231与导向法兰3上端面的间距小于弹簧缓冲装置28和液压缓冲装置29的极限限位距离，这样，在缓冲压盘2缓冲下滑过程中，第一接触面231与导向法兰3的上端面先接触，限制缓冲压盘2继续缓冲下滑，由于第一接触面231与导向法兰3属于面与面接触，提高接触面积，减少缓冲压盘2在缓冲下滑到极限位置时的撞击，减少其零部件损坏，提高使用寿命。

为进一步减少缓冲压盘2下滑到极限位置时的撞击，本发明实施例一中缓冲装置还可以包括一个安装到导向法兰3上的橡胶环4，该要安装的橡胶环4的结构如图11所示，橡胶环4上设置有第四安装孔41，通过第四安装孔41安装到导向法兰3的顶部，橡胶环4上还设置有对应导向键21的橡胶键槽42，由于橡胶环4容易受热或者挤压变形，所以，橡胶环4上的橡胶键槽42宽度小于导向键槽31的宽度。

本实施例一安装上橡胶环4的结构如图12所示，这样在第一法兰23设置有与橡胶环4上端面对应的第二接触面232，用于提供导向键的极限限位距离，来代替弹簧缓冲装置28和液压缓冲装置29的极限限位距离；具体为，第二接触面与橡胶环4上端面的间距小于弹簧缓冲装置28和液压缓冲装置29的极限限位距离，这样，在缓冲压盘2缓冲下滑过程中，第二接触面232与橡胶环4上端面先接触，限制缓冲压盘2继续缓冲下滑，由于第二接触面232与橡胶环4属于面与面接触，而且橡胶环4能够起到一定的缓冲作用，进一步减少缓冲压盘2在缓冲下滑到极限位置时的撞击，减少其零部件损坏，提高使用寿命。

本发明实施例一的装配工艺为，如图4-图10所示，第一步，先将导向法兰3固定在键套体1的顶部，导向法兰3底部的卡块32插入到键套体1顶部的卡槽内，导向法兰3的安装止口与键套体1顶面的安装止口相配合，以便于后续安装缓冲压盘2，用螺钉34将导向法兰3牢固地固定在键套体1顶面上；第二步，将缓冲压盘2滑动安装在键套体1上，并且其导向键21滑入导向法兰3上的导向键槽31内，然后在导向管27底部连接弹簧缓冲装置28，弹簧缓冲装置28另一端固定在键套体1的第三法兰15上，并在缓冲压盘2的第二法兰24底部通过第三安装孔26安装上液压缓冲装置29，液压缓冲装置的另一端也固定在第三法兰15上。

实施例二

如图13和图14所示，本实施例与实施例一的主要区别在于，第一法兰23的内径值与所述第二法兰24内径值相同。

如图13所示，第一法兰23的内径与第二法兰24的内径相同，这样，在第一法兰23与第二法兰24之间连接筒体22之后，筒体22上焊接的导向键21可以在导向键21的顶端和底端分别焊接在第一法兰23和第二法兰上，能有效增加导向键21的连接紧固性。

而且，在将其安装过程中除了与实施例一中相似的安装过程，还可以是此安装过程：如图12和13所示，可以先将缓冲压盘2滑动安装在键套体1上，然后在导向管27底部连接弹簧缓冲装置28，弹簧缓冲装置28另一端固定在键套体1的第三法兰15上，并在缓冲压盘2的第二法兰24底部通过第三安装孔26安装上液压缓冲装置29，液压缓冲装置的另一端也固定在第三法兰15上；然后将导向法兰3固定在键套体1的顶部，导向法兰3外的导向键槽31与导向键滑动配合，导向法兰3底部的卡块32插入到键套体1顶部的卡槽内，导向法兰3的安装止口与键套体1顶面的安装止口相配合，以便于后续安装缓冲压盘2，用螺钉34将导向法兰3牢固地固定在键套体1顶面上；然后再安装上橡胶环4，并使用螺钉通过第四安装孔41将橡胶环4固定在导向法兰3上。

当然，作为其他选择，该实施例中也可以不安装橡胶环4，同样能够实现本发明的目的，具体实施例可以参照上述内容，在此不再赘述。

本发明实施例的有益效果在于，导向键21与导向键槽31磨损时与键套体1无关，有效降低了维修成本，而且在选材时导向键21可以选择硬度较高的耐磨材料，而导向键槽31磨损失效只需更换导向法兰3这一个零件即可。导向键槽31开设在导向法兰3这一个零件上，制造方便，定位准确，通过适当加厚导向法兰3厚度、提高材质硬度，提高导向键槽31寿命。

在实施例一中极限限位时，缓冲压盘2上第一法兰23的第一接触面231压到导向法兰3的上端面上，接触面接大，有利于降低接触应力。为了进一步降低接触应力，在本发明其他实施例中，导向法兰3上端面上也可以安装上橡胶环4。

在实施例二中极限限位时，由于缓冲压盘2第一法兰23上端面与橡胶环4上端面的间距小于弹簧缓冲装置28和液压缓冲装置29的极限限位距离，钻杆将缓冲压盘2压到与橡胶环4上端面平齐，橡胶环4压缩到极限位置时，整个缓冲装置也达到极限限位，因多了一个橡胶环4缓冲元件，更有利于提高缓冲性能，保护缓冲键套体。

本发明实施例还提供一种旋挖钻机，旋挖钻机设置有上述的动力头缓冲装置。

由于上述的动力头缓冲装置具有上述的有益效果，所以设置有该动力头缓冲装置的旋挖钻机也同样具有上述有益效果，其具体实施例与上述类似，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋挖钻机的动力头缓冲装置，包括键套体(1)以及与所述键套体(1)上部滑动配合设置的缓冲压盘(2)，其特征在于，

所述缓冲压盘(2)内固定有多个导向键(21)；

所述键套体(1)顶部固定有可拆卸的导向法兰(3)；其中，

所述导向法兰(3)外设置有与所述导向键(21)配合的导向键槽(31)。

2.根据权利要求1所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述键套体(1)顶部设置有外围带卡槽(12)的第一端部(11)；

所述导向法兰(3)设置有外围带卡块(32)的第二端部(35)；其中，

所述卡块(32)与所述卡槽(12)配合设置。

3.根据权利要求2所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述导向键槽(31)设置在所述导向法兰(3)外侧；所述导向法兰(3)上设置有第一安装孔(33)；

所述键套体(1)顶部设置有与所述第一安装孔(33)对应的第二安装孔(13)；

所述导向法兰(3)通过螺钉(34)固定在所述键套体(1)上。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述缓冲压盘(2)包括：

筒体(22)，所述筒体(22)间隔预定距离固定所述导向键(21)；

第一法兰(23)，固定在所述筒体(22)的上部

第二法兰(24)，固定在所述筒体(22)的下部。

5.根据权利要求4所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述第一法兰(23)设置有与所述导向法兰(3)上端面对应的第一接触面(231)。

6.根据权利要求4所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述导向法兰(3)上固定有橡胶环(4)；

所述第一法兰(23)设置有与所述橡胶环(4)上端面对应的第二接触面(232)。

7.根据权利要求4项所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述筒体(22)外还固定有筋板(25)；

第二法兰(24)底部固定有用于安装弹簧缓冲装置(28)的导向管(27)；其中，

所述弹簧缓冲装置(28)另一端固定在所述键套体(1)的外壁上。

8.根据权利要求4所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述第一法兰(23)的内径值与所述第二法兰(24)内径值相同；或，

所述第一法兰(23)的内径值不大于所述第二法兰(24)的内径值。

9.根据权利要求6所述的动力头缓冲装置，其特征在于，所述橡胶环(4)上设置有与所述导向键槽(31)对应的橡胶键槽(42)；

所述橡胶键槽(42)与所述导向键(21)的间隙值大于所述导向键槽(31)与所述导向键(21)的间隙值。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，所述旋挖钻机设置有如权利要求1-9任一项所述的动力头缓冲装置。