一种轻型坑道钻机用动力头的制作方法

1.本实用新型涉及钻探技术领域，尤其是涉及一种轻型坑道钻机用动力头。


背景技术：

2.目前，现有技术中的坑道钻机用动力头主要包含两个功能部件，分别为驱动主轴旋转的减速部件和通过驱动卡瓦移动以夹紧或者松开钻杆的卡盘部件，减速部件和卡盘部件之间通常设置有配套的第一轴承座和第一轴承，用于保证主轴旋转的平稳性，减小主轴旋转时产生的振动。
3.但是，上述坑道钻机用动力头大都体型庞大，仅适用于在深孔（600米以上）施工，而无法在浅孔（200米以内）施工，且由于体型庞大，造成动力头设备笨重，增加了用户的使用成本（包括运输、用电消耗等）。
4.因此，有必要对现有技术中的坑道钻机用动力头进行改进。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构紧凑、体型轻巧、降低使用成本且适用于浅孔施工的轻型坑道钻机用动力头。
6.为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种轻型坑道钻机用动力头，包括壳体，所述壳体上设置有绕自身轴心线旋转的主轴、驱动所述主轴旋转的驱动装置、套设于所述主轴外且与其连接的卡瓦座、套设于所述卡瓦座外的轴承外壳、驱动所述卡瓦座沿所述主轴轴向移动的平移装置、设置于所述卡瓦座和所述主轴之间的至少三个卡瓦，所述卡瓦座的内表面呈背对所述驱动装置的扩口状或者朝向所述驱动装置的收口状，所述卡瓦分布于以所述主轴横截面中心为圆心的圆周上，所述壳体上还设置有第一轴承，所述第一轴承套设于所述主轴外。
7.通过采用上述技术方案，将支撑主轴稳定旋转的第一轴承设置于壳体上，使得整个动力头装置取消了轴承座，进而减小了设备的整体长度，即减小了设备的体型，使得设备结构更为紧凑和轻便，方便运输，降低了使用成本，并适用于坑道内浅孔的施工。施工过程中，驱动装置启动，带动主轴旋转，主轴驱动连接卡瓦和卡瓦座，带动卡瓦和卡瓦座绕主轴的轴心线旋转，从而实现转动功能；通过平移装置驱动卡瓦座沿主轴的轴向移动，利用卡瓦座扩口状或收口状的内壁带动卡瓦沿主轴的径向靠近主轴移动，从而夹紧钻杆。
8.优选的，所述第一轴承设置有至少两个，沿所述主轴的轴向分布。
9.通过采用上述技术方案，增加了第一轴承的数量，进一步保证了主轴旋转的稳定性，减小了主轴旋转时的振动。
10.优选的，两个所述第一轴承为成对设置的圆锥滚子轴承。
11.通过采用上述技术方案，圆锥滚子轴承在承受主轴旋转时产生的径向负荷时，产生一个轴向分力，通过两个成对的圆锥滚子轴承使得两个轴向分力相互抵消，从而保证主轴旋转的平稳性，进一步减小主轴旋转过程中产生的振动。
12.优选的，所述壳体与所述卡瓦座紧邻设置。
13.通过采用上述技术方案，进一步缩小了设备的体型，从而有利于减小设备的重量，使得设备结构更加紧凑，适用于浅孔施工，并降低用户的使用成本。
14.优选的，所述轴承外壳和所述卡瓦座之间设置有第二轴承，所述第二轴承套设于所述卡瓦座外且与所述卡瓦座转动连接。
15.通过采用上述技术方案，利用第二轴承减小卡瓦座旋转时的振动，保证其转动时的平稳性。
16.优选的，所述轴承外壳和所述卡瓦座之间设置有密封套设于所述卡瓦座外的密封圈；所述密封圈设置有两个，分设于所述卡瓦座的两端。
17.通过采用上述技术方案，防止轴承外壳与卡瓦座之间的润滑油泄露，通过润滑油对轴承进行润滑，减少其受到的磨损，延长使用寿命。
18.优选的，所述密封圈为毛毡圈。
19.通过采用上述技术方案，利用毛毡圈防止卡瓦座在旋转过程中由于相对摩擦产生凹痕，如此，保证了润滑油的密封效果，并且延缓了卡瓦座的升温速度，使得设备长期运行后，卡瓦座维持在稳定且合适的40℃温度附近，从而减少了卡瓦座的热变形，保证密封效果的同时大幅度延长其使用寿命。
20.优选的，所述壳体上设置有密封套设于所述主轴外的耐磨环。
21.通过采用上述技术方案，在壳体和耐磨环之间设置耐磨环，防止主轴发生磨损；当耐磨环发生损坏后，仅需对其仅需更换，而无需更换主轴等体型较大的零件，因此大幅度降低了更换成本，且更换方便，减轻了工人的工作量，从而有利于提高工作效率。
22.优选的，所述耐磨环设置有两个，分设于所述壳体的两侧。
23.通过采用上述技术方案，增加了耐磨环的数量，保证壳体的两侧免于与主轴接触，进一步防止主轴与壳体之间产生磨损。
24.优选的，所述平移装置包括油缸，所述油缸的缸筒与所述壳体连接，所述油缸的活塞杆与所述卡瓦座连接。
25.通过采用上述技术方案，利用改变油缸缸筒内的液压油量，驱动活塞杆移动，活塞杆带动轴承外壳移动，轴承外壳通过轴承将位移传递给卡瓦座。
26.综上所述，本实用新型轻型坑道钻机用动力头与现有技术相比，无需轴承座，从而大幅度减小了设备长度和整体体型，使结构更紧凑轻便，方便运输和在浅孔内施工，并降低了用户的使用成本。
附图说明
27.图1是本实用新型的结构示意图；
28.图2是本实用新型的剖面图；
29.图3是图2的a部放大图；
30.图中：1.壳体，2.主轴，3.驱动装置，3a.液压马达，3b.驱动齿轮，3c.从动齿轮，4.卡瓦座，5.轴承外壳，6.平移装置，7.卡瓦，8.第一轴承，9.第二轴承，10.密封圈，11.耐磨环。
80℃的高温，导致卡瓦座4热变形，缩短卡瓦座4的使用寿命，影响密封性，而采用羊毛毡圈后，能够延缓卡瓦座4的升温量，经测验，设备在连续运行后，卡瓦座4的表面温度为40℃，由于温度大幅度降低，从而减少了热变形量，一方面保证了密封性，另一方面延长了卡瓦座4的使用寿命；需要说明的是，密封圈10也可以是其他类型的毛毡圈，同样能够达到上述技术效果。
40.壳体1上设置有套设于主轴2外的耐磨环11，耐磨环11设置有两个，分设于壳体1的两侧。
41.通过耐磨环11防止主轴2与壳体1直接接触，从而避免了主轴2产生磨损，延长了其使用寿命；随着使用时间的增加，耐磨环11磨损后，可对其进行更换，而无需更换主轴2等大型零部件，一方面更换操作方便，减轻了工人的工作量，提高了工作效率，而另一方面降低了更换成本，从而降低了用户的使用成本。
42.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种轻型坑道钻机用动力头，包括壳体（1），所述壳体（1）上设置有绕自身轴心线旋转的主轴（2）、驱动所述主轴（2）旋转的驱动装置（3）、套设于所述主轴（2）外且与其连接的卡瓦座（4）、套设于所述卡瓦座（4）外的轴承外壳（5）、驱动所述卡瓦座（4）沿所述主轴（2）轴向移动的平移装置（6）、设置于所述卡瓦座（4）和所述主轴（2）之间的至少三个卡瓦（7），所述卡瓦座（4）的内表面呈背对所述驱动装置（3）的扩口状或者朝向所述驱动装置（3）的收口状，所述卡瓦（7）分布于以所述主轴（2）横截面中心为圆心的圆周上，其特征在于：所述壳体（1）上还设置有第一轴承（8），所述第一轴承（8）套设于所述主轴（2）外。2.根据权利要求1所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述第一轴承（8）设置有至少两个，沿所述主轴（2）的轴向分布。3.根据权利要求2所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：两个所述第一轴承（8）为成对设置的圆锥滚子轴承。4.根据权利要求1所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述壳体（1）与所述卡瓦座（4）紧邻设置。5.根据权利要求1所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述轴承外壳（5）和所述卡瓦座（4）之间设置有第二轴承（9），所述第二轴承（9）套设于所述卡瓦座（4）外且与所述卡瓦座（4）转动连接。6.根据权利要求1所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述轴承外壳（5）和所述卡瓦座（4）之间设置有密封套设于所述卡瓦座（4）外的密封圈（10）；所述密封圈（10）设置有两个，分设于所述卡瓦座（4）的两端。7.根据权利要求6所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述密封圈（10）为毛毡圈。8.根据权利要求1所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述壳体（1）上设置有密封套设于所述主轴（2）外的耐磨环（11）。9.根据权利要求8所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述耐磨环（11）设置有两个，分设于所述壳体（1）的两侧。10.根据权利要求1所述的轻型坑道钻机用动力头，其特征在于：所述平移装置（6）包括油缸，所述油缸的缸筒与所述壳体（1）连接，所述油缸的活塞杆与所述卡瓦座（4）连接。

技术总结
本实用新型公开了一种轻型坑道钻机用动力头，包括壳体，壳体上设置有绕自身轴心线旋转的主轴、驱动主轴旋转的驱动装置、套设于主轴外且与其连接的卡瓦座、套设于卡瓦座外的轴承外壳、驱动卡瓦座沿主轴轴向移动的平移装置、设置于卡瓦座和主轴之间的至少三个卡瓦，卡瓦座的内表面呈背对驱动装置的扩口状或者朝向驱动装置的收口状，卡瓦分布于以主轴横截面中心为圆心的圆周上，壳体上还设置有第一轴承，第一轴承套设于主轴外。该轻型坑道钻机用动力头无需轴承座，从而大幅度减小了设备长度和整体体型，使结构更紧凑轻便，方便运输和在浅孔内施工，并降低了用户的使用成本。并降低了用户的使用成本。并降低了用户的使用成本。


技术研发人员：张世文 陈豪
受保护的技术使用者：无锡锡钻地质装备有限公司
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2022/3/8