CN203097746U - 旋挖钻机及其钻杆用方头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种旋挖钻机及其钻杆用方头。其中，旋挖钻机钻杆用方头包括：方头本体，包括轴肩段、与轴肩段的第一端连接的管体安装段以及与轴肩段的第二端连接的钻杆安装段，方头本体的轴肩段沿其周向一体成形有凸缘，凸缘在沿其第一端向第二端的方向上直径逐渐增大；以及第一弹性部件安装座，具有与凸缘配合安装的第一内孔。本实用新型的旋挖钻机，具有钻杆用方头、套设在方头上的管体及安装在方头上的钻杆，其中，钻杆用方头为上述的旋挖钻机钻杆用方头。实用新型的中的方头通用性高并且其弹簧座的定位强度较大。

Description

旋挖钻机及其钻杆用方头

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种旋挖钻机及其钻杆用方头。

背景技术

现有技术中的旋挖钻机钻杆用方头采用以下两种方案制作：

方案1：如图1所示，方头1与弹簧座2一体成型，方头1外径与管体4内径配合并插入管体4中，通过焊接的方式进行连接；

方案2：如图2和图3所示，方头1与弹簧座2分为两个单件，方头1的钻杆安装段为方形横截面，该方形横截面的边长D11=200mm，管体安装段的横截面为圆形，其直径D12=200mm，弹簧座2在方头1的用于形成轴肩的轴肩位置被限位，方头1上部通过过渡管3插入管体4中，通过焊接的方式进行连接，其中，过渡管3的外径D13=237mm，管体4的外径D14=273mm。

采用以上的两种方案，存在以下缺陷：

方案1：

方案1中的结构由于方头1与弹簧座2为一整体，受弹簧座2外径限制无法与多种钻杆匹配，通用性较差；

为了防止在弹簧座2（即方头轴肩）位置的结构发生应力集中，进行过渡圆角处理，这样在钻杆进行上加压方式工作时，钻杆的上加压面（即图1中弹簧座2的下平面）与钻具的上平面会出现干涉，造成加压效果不好；

整体式方头其加工周期长、加工成本高。

方案2：

方头1与弹簧座2之间分离设置，并通过焊接连接，弹簧座的定位强度较差；

此结构将方头1与弹簧座2分开，改善了通用性，如图2所示，受自身结构限制，其过渡圆角无法加工得足够大，会形成结构应力集中，此位置容易在使用过程中发生疲劳断裂，降低了使用寿命；

为提高该方头的通用性，如图3所示，方头1的管体安装部的外径统一按照D12=200mm处理，这样其抗扭截面系数和抗弯截面系数被固定下来，该结构在应用到大的钻机及钻杆上危险界面的安全系数偏低，容易发生疲劳断裂。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种方头的通用性高并且弹簧座的定位强度较大的旋挖钻机及其钻杆用方头。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种旋挖钻机钻杆用方头，包括：方头本体，包括轴肩段、与轴肩段的第一端连接的管体安装段以及与轴肩段的第二端连接的钻杆安装段，方头本体的轴肩段沿其周向一体成形有凸缘，凸缘在沿其第一端向第二端的方向上直径逐渐增大；以及第一弹性部件安装座，具有与凸缘配合安装的第一内孔。

进一步地，凸缘呈锥形，第一内孔与凸缘相配合地呈锥形。

进一步地，管体安装段包括与轴肩段连接的第一分段以及连接在第一分段上的第二分段，第一分段具有第一直径，第一直径与凸缘的第一端的直径相同，第二分段具有第二直径，第二直径小于第一直径，第二分段上套设有管体。

进一步地，钻杆安装段横截面为方形，第二直径大于钻杆安装段的方形横截面的边长。

进一步地，钻杆安装段上在与轴肩段的第二端的连接处形成有过渡圆角。

进一步地，旋挖钻机钻杆用方头还包括第二弹性部件安装座，套设在钻杆安装段的靠近轴肩段的位置上，并与凸缘的第二端端面固定连接，第二弹性部件安装座覆盖过渡圆角。

进一步地，第二弹性部件安装座包括靠近轴肩段的第二端的第一筒段以及与第一筒段连接的第二筒段，第一筒段环设于过渡圆角的外侧，第一筒段具有第二内孔，第二内孔沿靠近轴肩段的第二端的方向上内径逐渐增大，以容纳过渡圆角。

进一步地，第二内孔为锥形内孔。

进一步地，第一弹性部件安装座与第二弹性部件安装座固定连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种旋挖钻机，具有钻杆用方头、套设在方头上的管体及安装在方头上的钻杆，钻杆用方头为上述的旋挖钻机钻杆用方头。

本实用新型的旋挖钻机及其钻杆用方头，通过沿方头本体的轴肩段的周向一体成形地设置沿其第一端向第二端的方向上直径逐渐增大凸缘，并在凸缘的外侧配合安装第一弹性部件安装座。采用这种结构，由于第一弹性部件安装座与方头本体之间分开设置，可以根据需要更换第一弹性部件安装座，提高了方头的通用性。并且，由于弹性部件安装在第一弹性部件安装座的靠近凸缘第一端的一端，当挤压弹性部件时，由于凸缘的止挡作用第一弹性部件安装座的定位强度增大。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的方案1的方头的剖视结构示意图；

图2示出了现有技术中的方案2的方头的剖视结构示意图；

图3示出了根据图2所示的方头的剖视结构示意图，其中示出了各部分的尺寸；

图4示出了根据本实用新型实施例的方头本体的剖视结构示意图；

图5示出了具有根据图4中所示的方头本体的方头的剖视结构示意图；以及

图6示出了根据图4中所示的方头本体安装有管体后的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图4和图5所示，根据本实用新型的实施例的旋挖钻机钻杆用方头包括方头本体10和第一弹性部件安装座30，其中，方头本体10包括轴肩段、与轴肩段的第一端连接的管体安装段13以及与轴肩段的第二端连接的钻杆安装段12，方头本体10的轴肩段沿其周向一体成形有凸缘11，凸缘11在沿其第一端向第二端的方向上直径逐渐增大；第一弹性部件安装座30具有与凸缘11配合安装的第一内孔。优选地，凸缘11呈锥形，第一内孔与凸缘11相配合的地呈锥形。

本实施例的旋挖钻机钻杆用方头，通过沿方头本体10的轴肩段的周向一体成形地设置沿其第一端向第二端的方向上直径逐渐增大凸缘11，并在凸缘11的外侧配合安装第一弹性部件安装座30。采用这种结构，由于第一弹性部件安装座30与方头本体10之间分开设置，可以根据需要更换第一弹性部件安装座30，提高了方头的通用性。并且，由于弹性部件安装在第一弹性部件安装座30的靠近凸缘11第一端的一端，当挤压弹性部件时，由于凸缘11的止挡作用第一弹性部件安装座30的定位强度增大。

优选地，结合图6所示，本实施例中的管体安装段13包括与轴肩段连接的第一分段131以及连接在第一分段131上的第二分段132，第一分段131具有第一直径D24，第一直径D24与凸缘11的第一端的直径相同，第二分段132具有第二直径D23，第二直径D23小于第一直径D24，管体40套设在第二分段132上。优选地，钻杆安装段12横截面为方形，第二直径D23大于钻杆安装段12的方形横截面的边长D21。凸缘11的第二端的直径为D22。优选地，D21=200mm，D22=303mm，D23=237mm，D24=273mm。

本实施例的方头将管体40直接焊接在第二分段132上，相对于现有技术中方案2中的技术方案来说，取消了过渡管部分，增加了方头本体10的插入管体40处的直径，能够增加该位置的抗扭截面系数和抗弯截面系数，提高方头的使用寿命。以将现有技术方案2中的方头的直径D12=200mm增加为本实施例中的D23=237mm的方头为例，根据力学分析可知，圆形截面的抗扭系数W_p和抗弯系数W_z均随着圆柱直径的增大而增大，即直径越大，W_p、W_z也越大，抗扭及抗弯性能越好。与背景技术方案中的方头相比，方头截面的抗扭系数W_p和抗弯系数W_z具体计算数据如下：

背景技术的方案2中的方头

截面抗扭系数W_p1为：

$W_{p1}=\frac{\mathrm{\π}{d}^3}{16}=\frac{3.14\×{200}^3}{16}=1570000$

截面抗弯系数W_z1为：

$W_{z1}=\frac{\mathrm{\π}{d}^3}{32}=\frac{3.14\×{200}^3}{32}=785000$

本实施例中方头的截面抗扭系数W_p2为：

$W_{p2}=\frac{\mathrm{\π}{d}^3}{16}=\frac{3.14\×{237}^3}{16}=2612490$

截面抗弯系数W_z2为：

$W_{z2}=\frac{\mathrm{\π}{d}^3}{32}=\frac{3.14\×{237}^3}{32}=1306245$

根据上述抗扭抗弯系数的计算可知，如果将直径从原来200mm改成237mm后，其抗扭及抗扭系数挺高了1.7倍，大大提高了方头的强度，有效的提高了使用寿命。

优选地，如图5所示，本实施例的旋挖钻机钻杆用方头中，钻杆安装段12上在与轴肩段的第二端的连接处形成有过渡圆角121。优选地，旋挖钻机钻杆用方头还包括第二弹性部件安装座50，第二弹性部件安装座50套设在第二段钻杆安装段12的靠近轴肩段的位置上，并与凸缘11的第二端端面固定连接，第二弹性部件安装座50覆盖过渡圆角121。优选地，第二弹性部件安装座50包括靠近轴肩段的第二端的第一筒段51以及与第一筒段51连接的第二筒段52，第一筒段51环设于在过渡圆角121的外侧，第一筒段51具有第二内孔，第二内孔沿靠近轴肩段的第二端的方向上内径逐渐增大，以容纳过渡圆角121。优选地，第二内孔为锥形内孔。优选地，第一弹性部件安装座30与第二弹性部件安装座50固定连接。

本实施例通过在方头本体10的轴肩位置设置带有锥度的凸缘11，并将第一弹性部件安装座30加工为带有锥度的第一内孔，同时由于凸缘11的存在方头本体10的危险截面处（即钻杆安装段12与轴肩段连接处）能够做较大的过渡圆角121，避免了结构应力的集中，延长方头的使用寿命。另外，本实施例由于在过渡圆角121的外部增设第二弹性部件安装座50，将过渡圆角121隐藏，加压过程中施加的力直接作用于第二弹性部件安装座50的端面上，避免了出现加压面过渡圆角在钻具配合的时候出现干涉或者加压效果不理想的现象。另外，本实施例中，第一弹性部件安装座30、第二弹性部件安装座50与方头本体10分开，增加了方头的通用性，只需更换弹簧座部分即可满足不同钻杆的配合使用。

本实用新型还提供了一种旋挖钻机，具有钻杆用方头、套设在方头上的管体40及安装在方头上的钻杆，其中，钻杆用方头为上述的旋挖钻机钻杆用方头。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的旋挖钻机及其钻杆用方头，通过沿方头本体10的轴肩段的周向一体成形地设置沿其第一端向第二端的方向上直径逐渐增大凸缘11，并在凸缘11的外侧配合安装第一弹性部件安装座30。采用这种结构，由于第一弹性部件安装座30与方头本体10之间分开设置，可以根据需要更换第一弹性部件安装座30，提高了方头的通用性。并且，由于弹性部件安装在第一弹性部件安装座30的靠近凸缘11第一端的一端，当挤压弹性部件时，由于凸缘11的止挡作用第一弹性部件安装座30的定位强度增大。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，包括：

方头本体（10），包括轴肩段、与所述轴肩段的第一端连接的管体安装段（13）以及与所述轴肩段的第二端连接的钻杆安装段（12），所述方头本体（10）的轴肩段沿其周向一体成形有凸缘（11），所述凸缘（11）在沿其第一端向第二端的方向上直径逐渐增大；以及

第一弹性部件安装座（30），具有与所述凸缘（11）配合安装的第一内孔。

2.根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述凸缘（11）呈锥形，所述第一内孔与所述凸缘（11）相配合地呈锥形。

3.根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述管体安装段（13）包括与所述轴肩段连接的第一分段（131）以及连接在所述第一分段（131）上的第二分段（132），所述第一分段（131）具有第一直径，所述第一直径与所述凸缘（11）的第一端的直径相同，所述第二分段（132）具有第二直径，所述第二直径小于所述第一直径，所述第二分段（132）上套设有管体（40）。

4.根据权利要求3所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述钻杆安装段（12）横截面为方形，所述第二直径大于所述钻杆安装段（12）的方形横截面的边长。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述钻杆安装段（12）上在与所述轴肩段的第二端的连接处形成有过渡圆角（121）。

6.根据权利要求5所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述旋挖钻机钻杆用方头还包括第二弹性部件安装座（50），套设在所述钻杆安装段（12）的靠近所述轴肩段的位置上，并与所述凸缘（11）的第二端端面固定连接，所述第二弹性部件安装座（50）覆盖所述过渡圆角（121）。

7.根据权利要求6所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述第二弹性部件安装座（50）包括靠近所述轴肩段的第二端的第一筒段（51）以及与所述第一筒段（51）连接的第二筒段（52），所述第一筒段（51）环设于所述过渡圆角（121）的外侧，所述第一筒段（51）具有第二内孔，所述第二内孔沿靠近所述轴肩段的第二端的方向上内径逐渐增大，以容纳所述过渡圆角（121）。

8.根据权利要求7所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述第二内孔为锥形内孔。

9.根据权利要求6所述的旋挖钻机钻杆用方头，其特征在于，所述第一弹性部件安装座（30）与所述第二弹性部件安装座（50）固定连接。

10.一种旋挖钻机，具有钻杆用方头、套设在所述方头上的管体（40）及安装在所述方头上的钻杆，其特征在于，所述钻杆用方头为根据权利要求1至9中任一项所述的旋挖钻机钻杆用方头。

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