[发明专利]振动式动力头装置

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程的钻孔设备领域，尤其是一种振动式动力头装置。

背景技术

动力头是工程钻机中的重要部件之一，动力头为钻具的旋转运动提供扭矩，目前通常采用钻具加合金钻头的方式对土层进行钻进，但是实际使用过程中，若遇到岩石地层的施工，仅具有旋转运动的合金钻头的施工效率较低。现有技术提供了一种动力头装置，其采用的是振动箱通过两侧的双向减振弹簧安装在齿轮箱上部的连接板上，振动箱的底面通过螺栓连接振动锤，振动锤与齿轮箱中的主轴振动配合，直接驱动主轴发生振动。这种动力头装置通过与振动箱连接的振动锤直接驱动主轴振动，主轴会带动钻具接头及钻具一起发生振动，因此主轴所承受的负荷很大。由于齿轮之间是啮合连接，容易造成齿轮箱内齿轮之间的损伤，尤其是随着振动箱离心力的增大，主轴所受到的损伤也会大幅度增加，使装置的使用寿命降低甚至导致整个齿轮箱内部设备损坏。其次，振动箱与齿轮箱通过双向减振弹簧连接，振动箱振动时处于不稳定的晃动状态，使离心力的方向不断改变，形成的激振力方向不一致，导致主轴的振动不稳定，降低工作效率，也加速了相关部件的损伤。再者，这种动力头装置采用的偏心组件包括偏心块和齿轮，偏心块产生的离心力有限，导致振动箱的激振力较小，同时分体式结构导致零件较多，安装复杂，在高频震动的使用过程中容易松脱，引起故障或者安全事故。

发明内容

本申请人针对上述现有动力头装置存在的主轴损伤大、振动箱激振力不稳定、偏心组件零件多、离心力小等缺点，提供一种结构合理的振动式动力头装置，实现降低设备损伤，传递的振动稳定可靠，冲击方向保持一致，提高工作效率等效果。

本发明所采用的技术方案如下：

一种振动式动力头装置，包括振动组件和设置在其外部的外箱体，振动组件与外箱体之间设置导向机构，振动组件包括振动箱和齿轮箱，齿轮箱的前端通过输出接头连接钻具，后端可拆卸式连接振动箱。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述导向机构为滑槽与滑块结构。

所述滑块为振动组件外侧面固定的楔形块，所述滑槽为外箱体内侧面的导向板上开设的楔形槽；或者两者的设置基体互换。

所述导向机构为导柱导套结构。

所述导套为振动组件外侧凸耳上开设的导向孔，所述导柱为外箱体内侧面设置的导向轴；或者两者的设置基体互换。

振动箱左右外侧面固定有楔形块，外箱体左右内侧面固定有导向板，导向板相对开设有楔形槽；齿轮箱外侧设置有凸耳，凸耳上开设有导向孔，外箱体内侧面设置有导向轴。

振动组件与外箱体之间设置减震垫。

齿轮箱内设置主轴，主轴前端与输出接头连接，中心齿轮设置于主轴上，并与左齿轮、右齿轮啮合，齿轮箱外部设置有驱动左齿轮、右齿轮的液压马达。

振动箱内部设置有两个偏心齿轮，偏心齿轮由驱动马达驱动，偏心齿轮为圆形齿轮盘结构，在齿轮厚度方向上分为减重区域和增重区域，增重区域的厚度大于减重区域的厚度。

减重区域和增重区域在齿轮盘结构的盘面方向上均为半圆形，齿轮盘结构中心开有定位孔，定位孔为通孔，定位孔周边凸出在减重区域内的部分为增重区域的延伸部，减重区域在齿轮盘结构的上下盘面上开设有扇面形减重槽，减重槽内开设有若干个减重孔。

本发明的有益效果如下：

本发明在外箱体内设置振动箱和齿轮箱，通过振动箱和齿轮箱固定连接，振动箱直接驱动齿轮箱、主轴一起振动，从而带动钻具同时进行振动和旋转钻进，能有效降低振动时主轴受到的损伤，使振动的传递路线更加合理。而且振动箱和齿轮箱通过导向机构，保证了振动组件仅仅在轴向发生振动位移，而限制在其他方向上发生不合理的振动，使激振力的产生与传递稳定可靠，冲击方向保持一致，提高凿钻孔的工作效率。在振动箱和外箱体之间设置减震垫，能够吸收振动组件向外部的振动传导，有效减小振动对推进架及钻机机体的影响。

本发明的偏心齿轮采用一体化结构，不需要拆卸安装多个零件，节省了工序，同时由于增重区域的厚度大于减重区域的厚度，能产生一个垂直于齿轮盘盘面的分力，使偏心齿轮的震荡更加明显，提高激振力。本发明的一体化结构结构简单，可靠性好，避免在高速旋转与高频震动下紧固件发生松脱引起故障或安全事故。在减重区域进一步通过减重槽、减重孔减轻该区域重量，使偏心齿轮在高速旋转时能产生更大的离心力，提高偏心齿轮的激振效果。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为偏心齿轮的立体图。