CN108166919A - 一种液压卡盘动力头装置及钻机设备 - Google Patents

一种液压卡盘动力头装置及钻机设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压卡盘动力头装置,用于钻机设备,包括液压马达及用于连接钻杆的动力轴,动力轴与液压马达的输出轴轴向并列设置,二者之间设置有增速传动齿轮组件及减速传动齿轮组件,还包括用于将动力轴与输出轴之间的传动连接在增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件相互切换的换挡锁止机构。液压马达的输出轴及动力轴之间分别设置增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件,通过两套不同的传动速比机构是实现转速及扭矩的传递,设置换挡锁止机构实现不同速比的切换,可以通过调整齿轮的大小尺寸,改变两不同传动齿轮组的速比,以获得更大的速度及扭矩调整范围,无需增加马达的个数,避免所带来设备尺寸及质量过大。本发明还公开了一种钻机设备。

Description

一种液压卡盘动力头装置及钻机设备
技术领域
本发明涉及钻机技术领域,更具体地说,涉及一种液压卡盘动力头装置,还涉及一种钻机设备。
背景技术
现有技术中,全液压钻机类的施工设备中动力头存在以下问题,如采用双速或单速液压马达输入则动力头输出变速范围小,且扭矩不能随转速变化大范围变化;如采用变量液压马达动力输入虽然扭矩可以随转速变化的动力头,存在变速、扭矩变化范围小的问题,且一般还需要在此基础上增加单速液压马达进行切换,该设计大风成本高、结构复杂,体积质量都偏大,对不同的施工现场情况适应能力差。
综上所述,如何有效地解决常见钻机设备所采用的动力头装置设计存在缺陷,造成设备适应能力差成本高等的技术问题,是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的第一个目的在于提供一种液压卡盘动力头装置,该液压卡盘动力头装置的结构设计可以有效地解决常见钻机设备所采用的动力头装置设计存在缺陷,造成设备适应能力差成本高的技术问题,本发明的第二个目的是提供一种液压卡盘动力头装置的钻机设备。
为了达到上述第一个目的,本发明提供如下技术方案:
一种液压卡盘动力头装置,用于钻机设备,包括液压马达及用于连接钻杆的动力轴,所述动力轴与所述液压马达的输出轴轴向并列设置,二者之间设置有增速传动齿轮组件及减速传动齿轮组件,还包括用于将动力轴与输出轴之间的传动连接在增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件相互切换的换挡锁止机构。
优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述增速传动齿轮组件包括径向定位套装于所述输出轴上一端的增速主动轮,以及径向定位套装于所述动力轴上的增速传动轮,所述增速主动轮与所述增速传动轮传动连接,增速主动轮的齿数大于增速传动轮齿数,增速传动轮与动力轴轴向可滑动连接。
优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述减速传动齿轮组件包括径向定位套装于所述输出轴上另一端的减速主动轮,以及径向可旋转套装于所述动力轴上的减速传动轮,所述减速主动轮与所述减速传动轮传动连接,减速主动轮的齿数小于减速传动轮齿数;所述减速传动轮能够通过所述换挡锁止机构的换挡与所述动力轴径向锁定。
优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述增速传动轮与所述减速传动轮相邻的一侧设置有外周面传动齿,所述减速传动轮与所述增速传动轮相邻的一侧设置有内周面传动齿槽,所述外周面传动齿与所述内周面传动齿槽可啮合连接,所述换挡锁止机构能够将外周面传动齿拨入或拨出内周面传动齿槽。
优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述换挡锁止机构包括换挡转轴和手柄,所述换挡转轴的内端设置有用于拨动所述增速传动轮在所述动力轴上滑动的拨杆,所述增速传动轮的齿面与所述外周面传动齿之间设置有与所述拨杆配合的拨杆槽。
优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述动力轴一端传动连接有同轴设置的液压卡盘机构,用于卡锁钻杆。
优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述减速传动齿轮组件的减速传动比为5:1;所述增速传动齿轮组件的增速传动比为1:2。
优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述液压马达具体为双速输出液压马达。
本发明提供的液压卡盘动力头装置,用于钻机设备,包括液压马达及用于连接钻杆的动力轴,所述动力轴与所述液压马达的输出轴轴向并列设置,二者之间设置有增速传动齿轮组件及减速传动齿轮组件,还包括用于将动力轴与输出轴之间的传动连接在增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件相互切换的换挡锁止机构。本发明提供的这种动力头装置通过液压马达的输出轴驱动连接钻杆的动力轴,二者之间分别设置增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件,通过两套不同的传动速比机构是实现转速及扭矩的传递,其中设置了换挡锁止机构实现不同速比的切换,由于增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件均采用齿轮啮合的设计传动旋转运动,因此可以通过调整齿轮的大小尺寸,改变两不同传动齿轮组的速比,以获得更大的速度及扭矩调整范围,并且该设计无需增加液压马达的个数,避免由于马达及相应传动机构的增加带来设备尺寸及质量过大,造成设备整体成本高适应性差的问题。
为了达到上述第二个目的,本发明还提供了一种钻机设备,该钻机设备包括上述任一种液压卡盘动力头装置。由于上述的液压卡盘动力头装置具有上述技术效果,具有该液压卡盘动力头装置的钻机设备也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的液压卡盘动力头装置的截面结构示意图。
附图中标记如下:
液压马达1、增速主动轮2、输出轴3、减速主动轮4、增速传动轮5、拨杆6、手柄7、换挡转轴8、减速传动轮9、外周面传动齿10、内周面传动齿槽11、动力轴12、液压卡盘机构13。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种液压卡盘动力头装置,以解决常见钻机设备所采用的动力头装置设计存在缺陷,造成设备适应能力差成本高等的技术问题。
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。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的液压卡盘动力头装置的截面结构示意图。
本发明的实施例提供的液压卡盘动力头装置,用于钻机设备,包括液压马达及用于连接钻杆的动力轴,所述动力轴与所述液压马达的输出轴轴向并列设置,二者之间设置有增速传动齿轮组件及减速传动齿轮组件,还包括用于将动力轴与输出轴之间的传动连接在增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件相互切换的换挡锁止机构。
本实施例提供的这种动力头装置通过液压马达的输出轴驱动连接钻杆的动力轴,二者之间分别设置增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件,通过两套不同的传动速比机构是实现转速及扭矩的传递,其中设置了换挡锁止机构实现不同速比的切换,由于增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件均采用齿轮啮合的设计传动旋转运动,因此可以通过调整齿轮的大小尺寸,改变两不同传动齿轮组的速比,以获得更大的速度及扭矩调整范围,并且该设计无需增加液压马达的个数,避免由于马达及相应传动机构的增加带来设备尺寸及质量过大,造成设备整体成本高适应性差的问题。
为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述增速传动齿轮组件包括径向定位套装于所述输出轴上一端的增速主动轮,以及径向定位套装于所述动力轴上的增速传动轮,所述增速主动轮与所述增速传动轮传动连接,增速主动轮的齿数大于增速传动轮齿数,增速传动轮与动力轴轴向可滑动连接。
本实施例提供的技术方案中,具体优化了增速传动齿轮组件的设置方式,包括一对分别与输出轴及动力轴径向定位的齿轮,由于是增速齿轮组,因此增速主动轮的齿数大于增速传动轮齿数达到增速增距的效果。
为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述减速传动齿轮组件包括径向定位套装于所述输出轴上另一端的减速主动轮,以及径向可旋转套装于所述动力轴上的减速传动轮,所述减速主动轮与所述减速传动轮传动连接,减速主动轮的齿数小于减速传动轮齿数;所述减速传动轮能够通过所述换挡锁止机构的换挡与所述动力轴径向锁定。
本实施例提供的技术方案中,具体优化了减速传动齿轮组件的设置方式,包括一对分别与输出轴及动力轴连接的齿轮,由于是减速齿轮组,因此减速主动轮的齿数小于减速传动轮齿数达到减速降距的效果;其中减速传动轮径向旋转套装于动力轴,通过换挡锁止机构实现周向定位实现齿轮与轴的传动连接,以此实现传动齿轮组的转换。
为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述增速传动轮与所述减速传动轮相邻的一侧设置有外周面传动齿,所述减速传动轮与所述增速传动轮相邻的一侧设置有内周面传动齿槽,所述外周面传动齿与所述内周面传动齿槽可啮合连接,所述换挡锁止机构能够将外周面传动齿拨入或拨出内周面传动齿槽。
本实施例提供的技术方案中,进一步优化了换挡的设计,由于增速传动轮的外径小于减速传动轮的外径,因此可以利用该特征,实现直接由增速传动轮的连接,将减速传动轮与动力轴之间的周向传动连接,简化了传动机构的设计,减少需要配合使用的齿轮或其他类似传动机构的数量。
为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述换挡锁止机构包括换挡转轴和手柄,所述换挡转轴的内端设置有用于拨动所述增速传动轮在所述动力轴上滑动的拨杆,所述增速传动轮的齿面与所述外周面传动齿之间设置有与所述拨杆配合的拨杆槽。
为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述动力轴一端传动连接有同轴设置的液压卡盘机构,用于卡锁钻杆。
为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述减速传动齿轮组件的减速传动比为5:1;所述增速传动齿轮组件的增速传动比为1:2。
为进一步优化上述技术方案,在上述实施例的基础上优选的,上述液压卡盘动力头装置中,所述液压马达具体为双速输出液压马达。
基于上述实施例中提供的液压卡盘动力头装置,本发明还提供了一种钻机设备,该钻机设备包括上述实施例中任意一种液压卡盘动力头装置。由于该钻机设备采用了上述实施例中的液压卡盘动力头装置,所以该钻机设备的有益效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种液压卡盘动力头装置,用于钻机设备,其特征在于,包括液压马达及用于连接钻杆的动力轴,所述动力轴与所述液压马达的输出轴轴向并列设置,二者之间设置有增速传动齿轮组件及减速传动齿轮组件,还包括用于将动力轴与输出轴之间的传动连接在增速传动齿轮组件与减速传动齿轮组件相互切换的换挡锁止机构。
2.根据权利要求1所述的液压卡盘动力头装置,其特征在于,所述增速传动齿轮组件包括径向定位套装于所述输出轴上一端的增速主动轮,以及径向定位套装于所述动力轴上的增速传动轮,所述增速主动轮与所述增速传动轮传动连接,增速主动轮的齿数大于增速传动轮齿数,增速传动轮与动力轴轴向可滑动连接。
3.根据权利要求2所述的液压卡盘动力头装置,其特征在于,所述减速传动齿轮组件包括径向定位套装于所述输出轴上另一端的减速主动轮,以及径向可旋转套装于所述动力轴上的减速传动轮,所述减速主动轮与所述减速传动轮传动连接,减速主动轮的齿数小于减速传动轮齿数;所述减速传动轮能够通过所述换挡锁止机构的换挡与所述动力轴径向锁定。
4.根据权利要求3所述的液压卡盘动力头装置,其特征在于,所述增速传动轮与所述减速传动轮相邻的一侧设置有外周面传动齿,所述减速传动轮与所述增速传动轮相邻的一侧设置有内周面传动齿槽,所述外周面传动齿与所述内周面传动齿槽可啮合连接,所述换挡锁止机构能够将外周面传动齿拨入或拨出内周面传动齿槽。
5.根据权利要求3所述的液压卡盘动力头装置,其特征在于,所述换挡锁止机构包括换挡转轴和手柄,所述换挡转轴的内端设置有用于拨动所述增速传动轮在所述动力轴上滑动的拨杆,所述增速传动轮的齿面与所述外周面传动齿之间设置有与所述拨杆配合的拨杆槽。
6.根据权利要求1至5任一项所述的液压卡盘动力头装置,其特征在于,所述动力轴一端传动连接有同轴设置的液压卡盘机构,用于卡锁钻杆。
7.根据权利要求6所述的液压卡盘动力头装置,其特征在于,所述减速传动齿轮组件的减速传动比为5:1;所述增速传动齿轮组件的增速传动比为1:2。
8.根据权利要求6所述的液压卡盘动力头装置,其特征在于,所述液压马达具体为双速输出液压马达。
9.一种钻机设备,其特征在于,包括如权利要求1至8任一项所述的液压卡盘动力头装置。
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