CN1975093A - 旋振动力头 - Google Patents

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Abstract

一种旋振动力头，振动动力机和旋转动力机分别或同时驱动一个与减振装置相连的旋振器，旋振器通过钻具连接装置输出旋振动力，所述的旋振器由旋转器和对称布置于旋转器轴线两侧的激振锤组成，旋转器的传动轴两端分别连接有联轴器和钻具连接装置；激振锤由偏心锤轴和连接在轴上的偏心锤构成，该动力头能将电能或液能转换为旋转或振动机械能，或者同时旋转又振动的复合机械能，以适应不同的施工需要，从而有效地提高成孔效率，该动力头能与多种成孔钻具和塔架配套使用，高频状态下能够大幅度降低钻具在井内的旋转钻进阻力，降低能耗，减少或排除事故，扩大适用范围。

Description

旋振动力头
技术领域：
本发明涉及一种用于地基基桩施工或大直径钻井施工的旋振动力头。
背景技术：
目前，使用较多的桩孔成孔方法有：旋转钻进成孔，螺杆钻进成孔，冲击、冲抓成孔，振动沉管成孔等。常用的成孔施工机械有以下几类：转盘钻机、旋挖钻机、冲击钻机、冲抓钻机、螺杆钻动力头、振动桩锤等。这些成孔机械都有自己的特点和适用范围，长期为施工单位所选用，但是这些机械一般只能适用于一种施工方法和相应地层。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用于地基基桩施工或大直径钻井施工的旋振动力头，该动力头能将电能或液能转换为旋转或振动机械能，或者同时旋转又振动的复合机械能。
本发明通过以下技术措施实现：旋振动力头包括旋转动力机、振动动力机、旋振器、联轴器、减速器、提梁、塔轨导向器、减振器和减振箱构成的减振装置、加压滑轮、水平限位器、注浆接头、钻具连接装置等部件，特征在于：振动动力机和旋转动力机分别或同时驱动一个与减振装置相连的旋振器，旋振器通过钻具连接装置输出旋振动力。
所述的旋振器由旋转器和对称布置于旋转器轴线两侧的激振锤组成，其中旋转器有一传动轴，传动轴两端分别连接有联轴器和钻具连接装置；激振锤由偏心锤轴和连接在轴上的偏心锤构成，在偏心锤轴的两端分别连接有由振动动力机驱动的动力输入装置和同步机构，激振力和旋转扭矩均通过传动轴和钻具连接装置传递给钻具；动力输入装置为带和带轮，也可以是链和链轮或联轴器。
所述的联轴器一端与旋转动力机相连，另一端连接旋转器的传动轴，联轴器有一滚轮轴套，滚轮轴套两侧装有一对转矩滚轮，转矩滚轮位于滚槽轴套的滚槽中。
所述的水平限位器由上限位滚轮、下限位滚轮、滚轮支架构成的滚动部分和滚轮槽、限位档板构成的限位部分组成，滚动部分和限位部分可以分别固定在减振装置或旋振器上。
驱动旋转器和激振锤的动力机可以是电动机也可以是液压马达；旋转器传动轴的转速可由已有的无级调速的动力机进行无级调速；偏心锤轴上的偏心力矩可以通过已有技术进行有级或无级调节。
本发明的提出的旋振动力头，以旋转器和激振锤构成的旋振器为核心，配上注浆接头、联轴器、减振箱、提梁吊架、导向、加压、限位等装置和旋转、振动所需动力组成。该动力头在施工过程中可以只旋转或只振动，也可以同时既旋转又振动三种方式，以适应不同的施工需要，从而有效地提高成孔效率，该动力头能与多种成孔钻具和塔架配套使用，高频状态下能够大幅度降低钻具在井内的旋转钻进阻力，降低能耗，减少或排除事故，扩大适用范围。
附图说明：
图1是本发明实施例一的总体结构示意图。
图2是图1中的旋振器(1)结构剖示图。
图3是图2的A-A剖面图。
图4是图1中的联轴器(5)结构剖示图。
图5是图4的俯视图。
图6是图1中的水平限位器(12)结构剖示图。
图7是图6的B-B剖面图。
图8是本发明实施例二的总体结构示意图。
具体实施方式：结合附图及其实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1所示的实施例一中，旋振器1与减振器4连接后悬吊于减振箱10下，减振箱上安装有旋转动力机7、提梁吊架8和塔轨导向器9。振动动力机3和加压滑轮11安装在减振箱10左右两侧的吊座2上。旋转动力机7输出的旋转动力经减速器6和联轴器5传递给旋振器；振动动力机3输出的振动动力通过三角带轮传递给旋振器1，旋振器下部安装有水平限位器12、注浆接头13和钻具连接装置14。
如图2，3所示，旋振器1由垂直布置的旋转器和与旋转器轴线对称布置的激振锤组成，旋转器垂直贯穿于旋振器箱体，也可以设置于旋振器箱体的上部或下部。旋转器中的传动轴16通过轴端盖17及轴承安装在箱体15内，传动轴16上下端分别与联轴器5和钻具连接装置14相接，钻具连接装置上连接有注浆接头13，连接处有密封件。激振锤则由偏心锤轴18、偏心锤19、同步齿轮20、轴承21和连接振动动力机3的三角带轮22构成。激振锤可以是对称于传动轴的轴线两侧布置，也可以采用并排联接布置，而传动轴可以设置在箱体上部或下部。注浆接头13既可与内空的传动轴下段连通，也可接在传动轴的顶端。
旋振器产生的激振力和旋转扭矩均通过传动轴16和钻具连接装置14传递给钻具。
如图4，5所示，联轴器由滚轮轴套23、传递转矩的转矩滚轮24和滚槽轴套25构成，旋转动力机7输出的转矩通过转矩滚轮2传递给传动轴16，垂直振动则由于滚轮24在滚槽中的滚动而消除。
如图6，7所示，水平限位器由上限位滚轮26、下限位滚轮27、滚轮支架28、滚轮槽30和限位档板29构成，水平限位器安装在旋振器底部成对使用，它的作用是阻止旋振器垂直振动时水平方向的左右和前后摆动。
如图8所示为本发明的实施例二，它在实施例一的基础上，不同结构是：它是由两个旋转动力机7经过一个减速器6来驱动同一个旋振器1，注浆接头13安装在传动轴的顶端，水平限位器成对安装在旋振器两侧，取消加压滑轮11。由双动力机和减速器组合构成的旋转动力机可以提供更大功率的旋转动力。

Claims (10)

1、一种旋振动力头，包括旋转动力机、振动动力机、旋振器、联轴器、减速器、提梁、塔轨导向器、减振器和减振箱构成的减振装置、水平限位器、注浆接头、钻具连接装置，其特征在于：振动动力机和旋转动力机分别或同时驱动一个与减振装置相连的旋振器，旋振器通过钻具连接装置输出旋振动力。
2、根据权利要求1所述的旋振动力头，其特征在于：旋振器由旋转器和对称布置于旋转器轴线两侧的激振锤组成。
3、根据权利要求1或2所述的旋振动力头，其特征在于：旋转器有一传动轴，传动轴两端分别连接有联轴器和钻具连接装置；激振锤由偏心锤轴和连接在轴上的偏心锤构成，在偏心锤轴的两端分别连接有由振动动力机驱动的动力输入装置和同步机构，动力输入装置为带和带轮，也可以是链和链轮或联轴器；激振力和旋转扭矩均通过传动轴和钻具连接装置传递给钻具。
4、根据权利要求1所述的旋振动力头，其特征在于：联轴器一端与旋转动力机相连，另一端连接旋转器的传动轴。
5、根据权利要求1或4所述的旋振动力头，其特征在于：联轴器有一滚轮轴套，滚轮轴套两侧装有一对转矩滚轮，转矩滚轮位于滚槽轴套的滚槽中。
6、根据权利要求1所述的旋振动力头，其特征在于：水平限位器由上限位滚轮、下限位滚轮、滚轮支架构成的滚动部分和滚轮槽、限位档板构成的限位部分组成，滚动部分和限位部分可以分别固定在减振装置或旋振器上。
7、根据权利要求1所述的旋振动力头，其特征在于：驱动旋转器和激振锤的动力机可以是电动机也可以是液压马达。
8、根据权利要求1所述的旋振动力头，其特征在于：旋转器传动轴的转速可由已有的无级调速的动力机进行无级调速。
9、根据权利要求1所述的旋振动力头，其特征在于：偏心锤轴上的偏心力矩可以通过已有技术进行有级或无级调节。
10、根据权利要求1所述的旋振动力头，其特征在于：两个旋转动力机经过一个减速器驱动旋振器。
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