CN221053613U - 一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置。它解决了现有技术中钻机动力头输出扭矩难以调节，无法实现灵活钻进的问题。它包括齿轮装配箱体，齿轮装配箱体轴心穿设有内钻杆机构，且内钻杆机构周向外侧设有外钻杆机构，齿轮装配箱体上侧且位于内钻杆机构两侧分别设有第一动力组件和第二动力组件，且第一动力组件与外钻杆机构连接，第二动力组件与内钻杆机构连接。本实用新型的优点在于：传动效率高，输出功率大，而且能够根据地质调节灵活调节钻进扭矩，使用灵活，提高了工作效率。

Description

一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置

技术领域

本实用新型涉及机械结构技术领域，具体涉及一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置。

背景技术

目前，动力头是钻机的主要部件，用来驱动钻具的旋转，将扭矩经钻杆传递给钻头，同时传递钻机钻进提升系统的作用力，用于钻具的加压和提升，达到钻井的目的，其性能的高低直接关系到钻机的整体性能。而现有钻机动力头结构较复杂，且动力头的下接头伸缩部分耐用度差，容易损坏，严重制约钻机的钻井效率和可靠性；除此之外，现有的钻机动力头输出扭矩难以调节，无法实现灵活钻进，影响使用效果。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种钻机动力头[CN201210588137.4]，它包括箱体、箱盖、马达、输入轴、输出轴、盖板等组成，马达设置于箱体上部，通过箱体上部与马达相配合的开口与输入轴连接，输入轴通过输入轴齿轮与输出轴齿轮啮合连接输出轴，箱盖设置于箱体底部，盖板设置于箱盖的底部，箱盖与盖板设置有与输出轴相配合的通孔，箱体与箱盖、箱盖与盖板，通过螺杆连接。它结构简单、拆装方便，径向尺寸小、传递扭矩大、适合重载荷。

上述方案在一定程度上解决了现有技术中钻机动力头结构复杂且容易损坏的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如：输出扭矩难以调节，无法实现灵活钻进，影响使用效果

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，包括齿轮装配箱体，齿轮装配箱体轴心穿设有内钻杆机构，且内钻杆机构周向外侧设有外钻杆机构，齿轮装配箱体上侧且位于内钻杆机构两侧分别设有第一动力组件和第二动力组件，且第一动力组件与外钻杆机构连接，第二动力组件与内钻杆机构连接。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，第一动力组件包括第一永磁同步电机，第一永磁同步电机的输出端通过花键轴与第一行星减速电机的输出端连接，且第一行星减速电机的输出端设有外减速齿轮。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，外钻杆机构包括设置在齿轮装配箱体底部的外钻筒，且外钻筒上端设有与外减速齿轮相互啮合的外联动齿轮，且外钻筒下端设有外钻具。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，齿轮装配箱体下侧固定设有用于驱动外钻筒转动的钻筒驱动电机，外钻筒穿设在钻筒驱动电机上，且钻筒驱动电机通过电机箱定位，电机箱与齿轮装配箱体固定连接。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，第二动力组件包括第二永磁同步电机，第二永磁同步电机的输出端通过花键轴与第二行星减速电机的输出端连接，且第二行星减速电机的输出端设有内减速齿轮。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，内钻杆机构包括设置在齿轮装配箱体内上的钻杆驱动电机，钻杆驱动电机输出端连接有穿设在外钻筒内的内钻杆，且内钻杆上套设有内联动齿轮，内联动齿轮与上述的内减速齿轮相互啮合，且内钻杆下端设有内钻具。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，外钻筒周向内壁与内钻杆周向外壁之间设有若干支撑轴承。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，内联动齿轮上设有若干螺纹穿入孔，外联动齿轮上设有若干与螺纹穿入孔一一对应设置的螺纹连接孔，且位于同一轴线的螺纹连接孔与螺纹穿入孔之间通过螺纹联动杆相连。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，电机箱上设有用于伸入拆装螺纹联动杆的工具的贯穿孔。

在上述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置中，齿轮装配箱体上对称设有用于固定在外部的固定连接部。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型使用在拖电式旋挖钻机上，替代传统的液压马达动力源方案，扩充动力头驱动方案，摆脱进口液压马达在成本、供货周期、采购、售后等方面的制约，降低施工噪音；

2、使用永磁同步电机作为动力源，提供更大的输出功率，钻进进尺快，工作效率更高；

3、传动效率更高，能量利用效率更高，实现节能减排的目的；

4、采用多电机驱动，可实现快速启停，有良好的磕土效果；

5、能够实现输出扭矩的快速调节，从而根据不同地质调节进行灵活运用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中的齿轮装配箱体内部结构示意图；

图3是本实用新型中的内钻具与外钻具结构示意图；

图中：齿轮装配箱体1、固定连接部11、内钻杆机构2、钻杆驱动电机21、内钻杆22、内联动齿轮23、螺纹穿入孔231、支撑轴承24、内钻具25、外钻杆机构3、外钻筒31、外联动齿轮32、第一动力组件4、第一永磁同步电机41、第一行星减速电机42、外减速齿轮43、外钻具44、钻筒驱动电机45、电机箱46、第二动力组件5、第二永磁同步电机51、第二行星减速电机52、内减速齿轮53、螺纹联动杆6、贯穿孔61。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-3所示，一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，包括齿轮装配箱体1，齿轮装配箱体1轴心穿设有内钻杆机构2，且内钻杆机构2周向外侧设有外钻杆机构3，齿轮装配箱体1上侧且位于内钻杆机构2两侧分别设有第一动力组件4和第二动力组件5，且第一动力组件4与外钻杆机构3连接，第二动力组件5与内钻杆机构2连接。

其中，第一动力组件4包括第一永磁同步电机41，第一永磁同步电机41的输出端通过花键轴与第一行星减速电机42的输出端连接，且第一行星减速电机42的输出端设有外减速齿轮43。

可见地，外钻杆机构3包括设置在齿轮装配箱体1底部的外钻筒31，且外钻筒31上端设有与外减速齿轮43相互啮合的外联动齿轮32，且外钻筒31下端设有外钻具44。

第一永磁同步电机41提供动力，第一行星减速电机42进行减速增扭，利用外减速齿轮43进行二次减速，使外钻筒31达到输出大扭矩和低转速的目的。

显然地，齿轮装配箱体1下侧固定设有用于驱动外钻筒31转动的钻筒驱动电机45，外钻筒31穿设在钻筒驱动电机45上，且钻筒驱动电机45通过电机箱46定位，电机箱46与齿轮装配箱体1固定连接。

进一步地，第二动力组件5包括第二永磁同步电机51，第二永磁同步电机51的输出端通过花键轴与第二行星减速电机52的输出端连接，且第二行星减速电机52的输出端设有内减速齿轮53。

具体地，内钻杆机构2包括设置在齿轮装配箱体1内上的钻杆驱动电机21，钻杆驱动电机21输出端连接有穿设在外钻筒31内的内钻杆22，且内钻杆22上套设有内联动齿轮23，内联动齿轮23与上述的内减速齿轮53相互啮合，且内钻杆22下端设有内钻具25。

第二动力组件5用于对内钻杆22的转动进行减速，实现大扭矩和低转速的转动输出。

更进一步地，外钻筒31周向内壁与内钻杆22周向外壁之间设有若干支撑轴承24。

这样设置使内钻杆22和外钻筒31能够进行独立转动，相互之间不产生影响。

更具体地，内联动齿轮23上设有若干螺纹穿入孔231，外联动齿轮32上设有若干与穿入孔一一对应设置的螺纹连接孔321，且位于同一轴线的螺纹连接孔321与螺纹穿入孔231之间通过螺纹联动杆6相连。

利用螺纹联动杆6能够使内联动齿轮23和外联动齿轮32之间产生联动效果，从而使内钻杆22和外钻筒31之间产生联动。

详细地，电机箱46上设有用于伸入拆装螺纹联动杆6的工具的贯穿孔61。

优选地，齿轮装配箱体1上对称设有用于固定在外部的固定连接部11。

综上所述，本实施例的原理在于：使用时，钻筒驱动电机45驱动外钻具44转动，并且钻杆驱动电机21驱动内钻具25转动进行同步钻进，或外钻具44和内钻具25进行反向转动进行磕土动作，在转动的过程中，随时通过第一永磁同步电机41提供动力，第一行星减速电机42进行减速增扭，利用外减速齿轮43进行二次减速，使外钻筒31达到输出大扭矩和低转速的目的，并且可随时利用第二动力组件5用于对内钻杆22的转动进行减速，实现大扭矩和低转速的转动输出；其次，利用螺纹联动杆6连接内联动齿轮23和外联动齿轮32，调节第一行星减速电机42和第二行星减速电机52的运行功率，可以实现相对减速，从而实现外钻具44和内钻具25扭矩的无极调节，进一步提高扭矩的调节灵活性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了齿轮装配箱体1、固定连接部11、内钻杆机构2、钻杆驱动电机21、内钻杆22、内联动齿轮23、螺纹穿入孔231、支撑轴承24、内钻具25、外钻杆机构3、外钻筒31、外联动齿轮32、第一动力组件4、第一永磁同步电机41、第一行星减速电机42、外减速齿轮43、外钻具44、钻筒驱动电机45、电机箱46、第二动力组件5、第二永磁同步电机51、第二行星减速电机52、内减速齿轮53、螺纹联动杆6、贯穿孔61等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，包括齿轮装配箱体(1)，其特征在于，所述的齿轮装配箱体(1)轴心穿设有内钻杆机构(2)，且内钻杆机构(2)周向外侧设有外钻杆机构(3)，所述的齿轮装配箱体(1)上侧且位于内钻杆机构(2)两侧分别设有第一动力组件(4)和第二动力组件(5)，且第一动力组件(4)与外钻杆机构(3)连接，所述的第二动力组件(5)与内钻杆机构(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的第一动力组件(4)包括第一永磁同步电机(41)，所述的第一永磁同步电机(41)的输出端通过花键轴与第一行星减速电机(42)的输出端连接，且第一行星减速电机(42)的输出端设有外减速齿轮(43)。

3.根据权利要求2所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的外钻杆机构(3)包括设置在齿轮装配箱体(1)底部的外钻筒(31)，且外钻筒(31)上端设有与外减速齿轮(43)相互啮合的外联动齿轮(32)，且外钻筒(31)下端设有外钻具(44)。

4.根据权利要求3所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的齿轮装配箱体(1)下侧固定设有用于驱动外钻筒(31)转动的钻筒驱动电机(45)，所述的外钻筒(31)穿设在钻筒驱动电机(45)上，且钻筒驱动电机(45)通过电机箱(46)定位，所述的电机箱(46)与齿轮装配箱体(1)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的第二动力组件(5)包括第二永磁同步电机(51)，所述的第二永磁同步电机(51)的输出端通过花键轴与第二行星减速电机(52)的输出端连接，且第二行星减速电机(52)的输出端设有内减速齿轮(53)。

6.根据权利要求5所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的内钻杆机构(2)包括设置在齿轮装配箱体(1)内上的钻杆驱动电机(21)，所述的钻杆驱动电机(21)输出端连接有穿设在外钻筒(31)内的内钻杆(22)，且内钻杆(22)上套设有内联动齿轮(23)，所述的内联动齿轮(23)与上述的内减速齿轮(53)相互啮合，且内钻杆(22)下端设有内钻具(25)。

7.根据权利要求6所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的外钻筒(31)周向内壁与内钻杆(22)周向外壁之间设有若干支撑轴承(24)。

8.根据权利要求7所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的内联动齿轮(23)上设有若干螺纹穿入孔(231)，所述的外联动齿轮(32)上设有若干与螺纹穿入孔(231)孔一一对应设置的螺纹连接孔，且位于同一轴线的螺纹连接孔与螺纹穿入孔(231)之间通过螺纹联动杆(6)相连。

9.根据权利要求8所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的电机箱(46)上设有用于伸入拆装螺纹联动杆(6)的工具的贯穿孔(61)。

10.根据权利要求1所述的一种多永磁电机驱动配套行星减速机的动力头装置，其特征在于，所述的齿轮装配箱体(1)上对称设有用于固定在外部的固定连接部(11)。