立轴式回转器

一、立轴式回转器

(一)立轴式回转器的功用

立轴式回转器的作用是:驱动钻具旋转,实现钻进、加深孔底,钻达设计目的。

(二)立轴式回转器结构组成

不同型号钻机立轴式回转器结构组成存在大同小异。这里,以XY-2型钻机立轴式回转钻机为例,进行介绍:

XY-2型钻机立轴式回转器由齿轮箱和立轴卡盘两部分组成。

1.齿轮箱构造

齿轮箱的构造如图2-26所示,箱体的凸缘用半圆压圈固定在分动箱体上。拧松压圈螺母即可调整、改变立轴倾角。

图2-26 XY-2型钻机回转器齿轮箱

1―下压盖;2―纸垫;3―圆弧锥齿轮;4―直通式压注油杯;5―标牌;6―立轴导管;7―回转器箱体;8―纸垫;9―上压盖;10―36221轴承;11―橡胶圈;12―标尺杆;13―油缸组件

2.液压卡盘及立轴构造

液压卡盘及立轴构造如图2-27所示。

立轴与导管用内外六方装合,立轴上端以向心推力轴承支撑压梁体,顶端有方牙左旋螺纹连接液压卡盘。

液压卡盘属弹簧卡紧油压松开型。小碟形弹簧分6组装于螺栓上。当卡盘松开时,压力油进入环形油缸,油缸上升经推力轴承及卡盘外罩带动螺栓压缩碟形弹簧,卡瓦及卡瓦座在弹簧作用下松开钻杆。反之,弹簧复位,卡盘罩斜面使卡瓦座及卡瓦收缩卡紧钻杆。

图2-27 XY-2型钻机液压卡盘与立轴

1―传动套;2―孔用弹性挡圈;3―垫圈;4―补心;5―挡圈;6―压盖;7―立轴模液;8―圆螺母;9―止动垫圈;10―轴套;11―36219(或462219)轴承;12一间隔环;13―压梁体;14,15―O型密封圈;16―油缸;17―环型活塞;18―轴承销;19―弹簧;20―8134轴承;21一轴承塞;22―弹簧压板;23―卡瓦座;24―卡盘外罩;25―碟形弹簧;26―卡瓦盖;27,28―螺栓;29―补心;30―内六角螺钉;31―卡瓦;32―球形垫;33―卡瓦后座

卡瓦上焊有硬质合金片,耐磨损,使用寿命长。若合金片磨损,可根据磨损量的大小在卡瓦背面垫入0.2～0.5mm的紫铜判码竖垫补偿。

立轴下端用挡圈、压盖等装着传动套。传动套有一圈内齿,在使用六方主动钻杆时,可装入带有外齿的通孔为六方形的补心。装合时,要与卡瓦形成的六方通孔对准。六方钻杆补心既能导正又能传递扭矩。

液压卡盘顶端装有补心,应根据使用的钻杆类型选配相应孔径的补心,且应使上下规格一致。

(三)立轴回转器结构的特点

1)可施工多种角度钻孔。

2)转速调节范围宽。掘大

3)利于加减压钻进操作等。

二、弹簧夹紧，液压松开式夹持器

GZY-Ⅲ型钻机夹持器是一种弹簧夹紧、液压松开常闭式夹持器（图5-14）。该夹持器由卡瓦2、卡瓦座3、复位弹簧4、活塞7、顶杆6、液压缸8、碟形弹簧9等零件组成。在卡瓦座3内装有两块卡瓦2，卡瓦间装有2个复位弹簧4。液压缸8与卡瓦座3的左端用螺钉11连接。活塞7的右侧和液压缸右腔间装有碟形弹簧9。碟形弹簧是以预压力装入，并用限位螺钉5定位。活塞7中空处的右端为油管接头12，液压油可直达缸左腔。活塞在碟形弹簧张力作用下，通过顶杆6推动卡瓦2。

夹持器的工作原理：夹紧钻杆是靠碟形弹簧的张力，向左推动活塞，使顶杆推动右边的卡瓦左移；向右边推动卡瓦座，使左边的卡瓦右移，两面卡瓦同时相向移动，将钻杆夹紧。这时，复位弹簧压缩。需要松开钻杆时，操纵液压系统使压力油从接油口进入，经活塞中空处，进入液压缸的左腔，使液压缸左移、活塞右移（两者同时相背移动），这时，顶杆和液压缸同时带动卡瓦座使卡瓦放松，弹簧使卡瓦复位而松开钻杆。

液压动力头岩心钻机设计与使用

图5-14 GZY-Ⅲ型钻机夹持器结构图|1，5―限位螺钉搭袜；2―卡瓦；3―卡瓦座；4―复位弹笑型簧；6―顶杆；7―活塞；8―液压缸；9―碟形碰枝猜弹簧；10―外壳；11―螺钉；12―油管接头夹持器安装于孔口，只在升降钻具时使用。在钻进时，应将卡瓦从卡瓦座中取出，以防磨损钻杆。

三、回转器结构［～］

回转器是动力头钻机的重要部件。其主要功用是带动钻具回转，为钻头有效破碎岩石提供合理的转速和扭矩。回转器性能的好坏直接影响钻进效率和钻孔质量。

动力头回转器主要由液压马达、变速器、减速器、液压卡盘等部件组成。

1.钻进工艺对回转器的要求

（1）回转器的转速与扭矩应激物能适应孔内钻进情况变化的需要。钻进过程中，由于岩层性质、钻孔直径、钻进方法和钻进规程的变化，钻头钻取岩石的转速与扭矩也随之变化。例如：

钻进均质软岩，转速高，扭矩小。

钻进裂隙、破碎与软硬不均的岩层时，采用低转速，承受中等转矩或小扭矩。

钻进卵石、砾石层或扩孔时，要低转速，大扭矩，并且经常出现扭转冲击。此时回转器承受的扭矩变化幅度大。

因此，要求回转器具有一定的调速范围，并希望在其调速范围内能无级调节。

金刚石钻进最高转速常在800～1500r/min；合金钻进转速100～500r/min。

岩心钻机回转器的扭矩较小，千米钻机一般为500～5000N・m。

（2）回转器具有1～2个较低（例如100～150r/min）的反转速度，以满足处理事故及特种钻进工艺的需要。

（3）回转器应有良好的定向和导向作用，以便钻进时保证钻孔的设计倾角。

（4）根据钻进要求，回转器应能在一定范围内变更倾角，以便钻进不同方位的钻孔。

（5）回转器的通孔直径应能通过所需钻杆的直径。

（6）回转器应回转平稳，振动和噪音要小。

2.动力头回转器结构

以JDX-1500型动力头钻机回转器为例说明回转器结构，如图4-2可知，该回转器采用 双点变量液压马达驱动，五级变速，再经过齿轮减速把动力传递给主轴。主轴上装有弹簧 卡紧液压松开式卡盘，用来夹持钻具。液压马达通过支架与变速器输入轴相连接，变速器 经连接禅扰板安装在减速器上，其输出轴安装在轴齿轮内孔中，经中间齿轮传动大齿轮，大齿 轮用双键与空心主轴连接。

液压卡盘夹紧钻具是通过碟形弹簧的轴向压力，经过推力轴承利用卡瓦座上的斜面 推动卡瓦向内移动卡住钻具。松开钻具是通过油管接头引入高压油，液压缸体为固定件，活塞下行，使卡瓦座下滑，通过卡瓦挡板带动卡瓦明袭液向外移动以松开钻具。

润滑泵是用来强制润滑变速器和减速器齿轮和轴承的，减速器箱体也是蓄油箱。

JDX-1500型变速器采用CAS5-25型汽车变速器，CAS5-25型变速器以五速全同步，单滑轨换挡，壳体垂直对分，一轴、二轴采用深沟球轴承，中间轴采用圆锥滚子轴承支承。采用同步器换挡迅速方便，传动齿轮均为斜齿圆柱齿轮，强度高，工作平稳，噪音小。

图4-2 JDX-1500型钻机动力头结构图