CN112227938A - 传动箱、动力头及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传动箱，包括：箱体；输入轴，通过连接件与箱体转动连接；回转支承，包括第一圈体和第二圈体，第一圈体与第二圈体转动配合，第一圈体与第二圈体之间设有抗倾覆件，第一圈体与输入轴传动配合，第二圈体与箱体相连；和套筒，与第一圈体相连。本发明还提供一种动力头，包括上述传动箱和减速机，输入轴与减速机相连。本发明还提供一种旋挖钻机，包括上述动力头。抗倾覆件能够提高回转支承的额定倾覆力矩，进而使套筒在受到倾覆力后仍能保持稳定。套筒只需与第一圈体连接，简化了传动箱的结构，降低成本。此外，在加工套筒时只需保证套筒与回转支承的配合精度，降低了传动箱的加工难度，同样能够降低成本。

Description

传动箱、动力头及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种传动箱、动力头及旋挖钻机。

背景技术

目前，旋挖钻机动力头的传动箱内设置有回转支承，回转支承由转动配合的外圈和内圈组成。内圈固定在传动箱的壳体上，外圈既与传动箱的输入轴联动，又与套筒相连，受输入轴驱使后通过套筒带动钻杆转动。输入轴通过两个轴承与传动箱的壳体转动连接。为了保证套筒在旋转过程中的稳定性，套筒与箱体之间同样配置轴承。

在上述传动箱中，套筒既通过轴承与传动箱的壳体转动配合，又通过回转支承与传动箱的壳体转动配合。在轴承和回转支承的支撑下，保证套筒在工作过程中受倾覆力后仍保持稳定。

在加工套筒的过程中，既要保证套筒与轴承的配合精度，又要保证套筒与回转支承的配合精度，加工难度大，成本高。此外，在传动箱的壳体上同时配置回转支承和轴承，使得传动箱的结构较为复杂，成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中的传动箱加工难度大，且结构复杂的问题，本发明的目的之一是提供一种传动箱。

本发明提供如下技术方案：

一种传动箱，应用于动力头，所述传动箱包括：

箱体；

输入轴，通过连接件与所述箱体转动连接；

回转支承，包括第一圈体和第二圈体，所述第一圈体与所述第二圈体转动配合，所述第一圈体与所述第二圈体之间设有抗倾覆件，所述第一圈体与所述输入轴传动配合，所述第二圈体与所述箱体相连；和

套筒，与所述第一圈体相连。

作为对所述传动箱的进一步可选的方案，所述第一圈体朝向所述第二圈体的壁上设有两条第一环形槽，两条所述第一环形槽沿所述第一圈体的轴向排列，所述第二圈体朝向第一圈体的壁上对应设有两条第二环形槽，所述抗倾覆件包括嵌设在所述第一环形槽和所述第二环形槽内的多个滚珠。

作为对所述传动箱的进一步可选的方案，所述第一圈体朝向所述第二圈体的壁上设有第三环形槽，所述第二圈体朝向所述第一圈体的壁上设有环形凸块，所述环形凸块位于所述第三环形槽内，所述抗倾覆件包括设置在所述环形凸块与所述第三环形槽的两侧壁之间的多个第一滚柱，所述第一滚柱沿所述第一圈体的径线方向设置。

作为对所述传动箱的进一步可选的方案，所述环形凸块与所述第三环形槽的两侧壁之间均设有保持架，所述保持架使所述第一滚柱始终沿所述第一圈体的周向均匀分布。

作为对所述传动箱的进一步可选的方案，所述抗倾覆件还包括设置在所述环形凸块与所述第三环形槽的槽底之间的多个第二滚柱，所述第二滚柱的轴线与所述第一圈体的轴线平行。

作为对所述传动箱的进一步可选的方案，所述第三环形槽的槽底设有多个与所述第二滚柱对应的容纳槽，所述容纳槽沿所述第二圈体的周向均匀分布，所述第二滚柱嵌于对应的所述容纳槽内。

作为对所述传动箱的进一步可选的方案，所述连接件为一个轴承。

作为对所述传动箱的进一步可选的方案，所述第一圈体与所述输入轴之间为齿传动，所述第一圈体上一体成型有外齿。

本发明的另一目的是提供一种动力头。

本发明提供如下技术方案：

一种动力头，应用于旋挖钻机，包括上述传动箱和减速机，所述输入轴与所述减速机相连。

本发明的又一目的是提供一种旋挖钻机。

本发明提供如下技术方案：

一种旋挖钻机，包括上述动力头。

本发明的实施例具有如下有益效果：

抗倾覆件设置在第一圈体与第二圈体之间，能够提高回转支承的额定倾覆力矩。在此基础上，套筒与第一圈体相连，通过回转支承与箱体转动配合，在受到倾覆力后仍能保持稳定。由于套筒只需与第一圈体连接，套筒与箱体之间不再设置轴承结构，简化了传动箱的结构，降低成本。此外，在加工套筒时只需保证套筒与回转支承的配合精度，降低了传动箱的加工难度，同样能够降低成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的传动箱的内部结构示意图；

图2示出了本发明实施例2提供的传动箱的内部结构示意图；

图3示出了图2中A处放大示意图；

图4示出了本发明实施例3提供的传动箱中回转支承的示意图。

主要元件符号说明：

1-箱体；2-输入轴；21-连接件；3-回转支承；31-第一圈体；311-第一环形槽；312-第三环形槽；313-容纳槽；32-第二圈体；321-第二环形槽；322-环形凸块；33-抗倾覆件；331-滚珠；332-第一滚柱；333-保持架；334-第二滚柱；4-套筒；41-法兰盘。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供一种传动箱，该传动箱应用于旋挖钻机的动力头中，将动力头的减速机输出的力传递给钻杆。传动箱包括箱体1、输入轴2、回转支承3和套筒4。其中，输入轴2通过连接件21安装在箱体1上，与箱体1转动配合，并与动力头的减速机输出轴相连。回转支承3由第一圈体31、第二圈体32和抗倾覆件33组成，第一圈体31与第二圈体32转动配合，并在抗倾覆件33的支撑下保持稳定。其中，第一圈体31与套筒4相连，与输入轴2传动配合，第二圈体32与箱体1相连，使套筒4间接地与箱体1转动连接。

抗倾覆件33设置在第一圈体31与第二圈体32之间，能够大大提高回转支承3的额定倾覆力矩。在此基础上，套筒4与第一圈体31相连，通过回转支承3与箱体1转动配合，在受到倾覆力后仍能保持稳定。

由于套筒4仅与第一圈体31连接，套筒4与箱体1之间不再设置轴承结构，简化了传动箱的结构，降低成本。此外，在加工套筒4时只需保证套筒4与回转支承3的配合精度，大大降低了传动箱的加工难度，同样能够降低成本。

实施例2

请一并参阅图2和图3，本实施例提供一种传动箱，该传动箱应用于旋挖钻机的动力头中，将动力头的减速机输出的力传递给钻杆。传动箱包括箱体1、输入轴2、回转支承3和套筒4。其中，箱体1作为支撑结构，输入轴2和回转支承3均安装在箱体1上，套筒4则通过回转支承3间接地与箱体1相连。

箱体1上设置有两个安装孔，分别供输入轴2和套筒4穿过，回转支承3则安装在箱体1内部，且回转支承3中部的通孔与套筒4所在的安装孔对齐。

输入轴2与其所在的安装孔同轴线设置，且输入轴2顶端通过联轴器、花键套或者法兰等结构与动力头中减速机的输出轴相连。

考虑到减速机的输出轴下端自带轴承结构，故输入轴2上仅设有一个轴承作为连接件21，并通过该轴承与箱体1转动连接。

轴承设置在输入轴2底端，配合减速机的输出轴下端自带的轴承结构，使输入轴2在旋转过程中保持稳定。

由于输入轴2仅通过一个轴承与箱体1相连，故简化了传动箱的结构，降低了传动箱的生产成本。此外，在加工输入轴2时只需保证输入轴2与一个轴承的同轴度，对加工精度的要求较低，降低了加工成本。

回转支承3包括第一圈体31和第二圈体32，第一圈体31与输入轴2传动配合，第二圈体32通过螺栓与箱体1固定连接。此外，第一圈体31环绕在第二圈体32外侧，与第二圈体32同轴线设置，并与第二圈体32转动配合。

具体地，输入轴2中部通过键连接、焊接或者一体成型等方式设置有主动齿轮，第一圈体31的外侧壁上则一体成型有外齿，且外齿与主动齿轮啮合。

当减速机带动输入轴2旋转时，输入轴2通过主动齿轮和外齿将动力传递给第一圈体31，使第一圈体31绕第二圈体32旋转。

套筒4上套设有法兰盘41，法兰盘41与套筒4同轴线设置，并焊接固定在套筒4的外侧壁上。此外，法兰盘41的外缘与第一圈体31的下表面相贴合，通过螺栓固定在第一圈体31上，进而将套筒4与第一圈体31固定连接。

当第一圈体31绕第二圈体32旋转时，套筒4也随之转动，进而驱动钻杆完成钻进工作。

套筒4仅通过法兰盘41与第一圈体31相连，间接地与箱体1转动连接，与箱体1之间没有其它轴承结构，简化了传动箱的结构，降低成本。此外，在加工套筒4时只需保证套筒4与回转支承3的配合精度，大大降低了加工难度，同样能够降低成本。

由于钻杆在钻进过程中会受到不规律的径向压力，该径向压力传递至套筒4上，然后进一步传递给第一圈体31，使钻杆、套筒4和第一圈体31有相对于自身轴线摆动的趋势，不利于钻杆的稳定钻进。

为解决这一问题，需要增强钻杆和套筒4的抗倾覆能力。而套筒4仅由第一圈体31支撑，故需要提高回转支承3的额定倾覆力矩。

基于此，在第一圈体31的内侧壁上开设有两条第一环形槽311，在第二圈体32的外侧壁上开设有两条第二环形槽321。

第一环形槽311沿第一圈体31的周向设置，两条第一环形槽311沿第一圈体31的轴向排列，两条第二环形槽321则分别与两条第一环形槽311对齐。

在第一环形槽311和第二环形槽321内嵌入多个滚珠331，上下两排滚珠331构成抗倾覆件33，使第一圈体31和第二圈体32稳定连接。

具体地，第一环形槽311的横截面呈弓形。弓形的半径等于滚珠331的半径，弓形的圆心角略小于180°。滚珠331部分嵌于第一环形槽311内，且滚珠331的球心与上述弓形的圆心重合，滚珠331表面则与第一环形槽311的内壁贴合。

第二环形槽321的横截面同样呈弓形，并与第一环形槽311的横截面关于滚珠331的球心对称。滚珠331部分嵌于第二环形槽321内，滚珠331表面与第二环形槽321的内壁贴合。

由于滚珠331的存在，第一圈体31和第二圈体32的相对位置不易改变，具有较高的同轴度。此外，第一圈体31绕第二圈体32旋转时，二者之间为滚动摩擦，阻力较小，额外的能量损耗少。

为了进一步减小第一圈体31与第二圈体32之间的摩擦力，第一圈体31或者第二圈体32上还设置有注油孔。注油孔与第一环形槽311和第二环形槽321连通，通过注油孔可以向第一环形槽311和第二环形槽321内注入润滑脂。

在本申请的另一实施例中，第一环形槽311和第二环形槽321的槽底内凹，形成凹槽以储存润滑脂。

本实施例还提供一种应用于旋挖钻机的动力头，包括上述传动箱和减速机。减速机的输出轴与传动箱的输入轴2相连。

本实施例还提供一种旋挖钻机，包括上述动力头。

实施例3

请参阅图4，与实施例2的不同之处在于，第一圈体31、第二圈体32和抗倾覆件33的结构不同。

具体地，在第一圈体31的内侧壁上开设有第三环形槽312，第三环形槽312沿第一圈体31的周向设置。相应地，第二圈体32的外侧壁上一体成型有环形凸块322，环形凸块322沿第二圈体32的周向设置。环形凸块322位于第三环形槽312内，不与第三环形槽312的内壁接触。

环形凸块322与第三环形槽312的两侧壁之间分别设有多个第一滚柱332，各个第一滚柱332均沿第一圈体31的径线方向设置，并沿第一圈体31的周向排列。此外，环形凸块322与第三环形槽312的槽底之间设有多个第二滚柱334，各个第二滚柱334的轴线均与第一圈体31的轴线平行，各个第二滚柱334沿第一圈体31的周向排列。

上下两排第一滚柱332和位于中间的第二滚柱334构成抗倾覆件33，使第一圈体31和第二圈体32的相对位置不易改变，第一圈体31和第二圈体32具有较高的同轴度。此外，第一圈体31绕第二圈体32旋转时，二者之间为滚动摩擦，阻力较小，额外的能量损耗少。

由于第一圈体31和第二圈体32之间沿轴向的压力由两排第一滚柱332传递，为使各个第一滚柱332均匀受力，延长第一滚柱332的使用寿命，需要使第一滚柱332沿第一圈体31的周向均匀分布。

基于此，在环形凸块322与第三环形槽312的两侧壁之间分别设置保持架333，各第一滚柱332均嵌在保持架333的兜孔内。在保持架333的限制下，第一滚柱332始终沿第一圈体31的周向均匀分布。

由于第一圈体31和第二圈体32之间沿径向的压力由第二滚柱334传递，为使各个第二滚柱334均匀受力，延长第二滚柱334的使用寿命，需要使第二滚柱334沿第一圈体31的周向均匀分布。

基于此，在第三环形槽312的槽底开设有多个容纳槽313。容纳槽313的数量与第二滚柱334的数量相同，各个容纳槽313沿第一圈体31的周向均匀分布。第二滚柱334嵌于对应的容纳槽313内，始终沿第一圈体31的轴线均匀分布。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种传动箱，其特征在于，应用于动力头，所述传动箱包括：

箱体；

输入轴，通过连接件与所述箱体转动连接；

回转支承，包括第一圈体和第二圈体，所述第一圈体与所述第二圈体转动配合，所述第一圈体与所述第二圈体之间设有抗倾覆件，所述第一圈体与所述输入轴传动配合，所述第二圈体与所述箱体相连；和

套筒，与所述第一圈体相连。

2.根据权利要求1所述的传动箱，其特征在于，所述第一圈体朝向所述第二圈体的壁上设有两条第一环形槽，两条所述第一环形槽沿所述第一圈体的轴向排列，所述第二圈体朝向第一圈体的壁上对应设有两条第二环形槽，所述抗倾覆件包括嵌设在所述第一环形槽和所述第二环形槽内的多个滚珠。

3.根据权利要求1所述的传动箱，其特征在于，所述第一圈体朝向所述第二圈体的壁上设有第三环形槽，所述第二圈体朝向所述第一圈体的壁上设有环形凸块，所述环形凸块位于所述第三环形槽内，所述抗倾覆件包括设置在所述环形凸块与所述第三环形槽的两侧壁之间的多个第一滚柱，所述第一滚柱沿所述第一圈体的径线方向设置。

4.根据权利要求3所述的传动箱，其特征在于，所述环形凸块与所述第三环形槽的两侧壁之间均设有保持架，所述保持架使所述第一滚柱始终沿所述第一圈体的周向均匀分布。

5.根据权利要求3所述的传动箱，其特征在于，所述抗倾覆件还包括设置在所述环形凸块与所述第三环形槽的槽底之间的多个第二滚柱，所述第二滚柱的轴线与所述第一圈体的轴线平行。

6.根据权利要求5所述的传动箱，其特征在于，所述第三环形槽的槽底设有多个与所述第二滚柱对应的容纳槽，所述容纳槽沿所述第二圈体的周向均匀分布，所述第二滚柱嵌于对应的所述容纳槽内。

7.根据权利要求1所述的传动箱，其特征在于，所述连接件为一个轴承。

8.根据权利要求1所述的传动箱，其特征在于，所述第一圈体与所述输入轴之间为齿传动，所述第一圈体上一体成型有外齿。

9.一种动力头，应用于旋挖钻机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的传动箱和减速机，所述输入轴与所述减速机相连。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，包括如权利要求9中所述的动力头。

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