[发明专利]多级转速可调式动力头换挡机构

说明书

技术领域

本发明属于工程钻探机械中的旋转机构动力头，具体的涉及一种转速多级可调的多级转速可调式动力头换挡机构。

背景技术

在现有工程钻探机械中，旋转振动动力头是最常用的地基桩基施工和大直径钻井施工的设备。现有技术中，旋转振动动力头主要由旋转动动力机、振动动力机、旋振器、液压动力锤和打击钎杆组成。现有动力头普遍采用马达作为动力源，用于马达自身的限制，智能提供高转速小扭矩或者低转速大扭矩的动力驱动，可供选择的钻进参数范围非常小，无法满足各种工程施工环境的要求。另外现有动力头的转速只能实现两个或者三个可调的旋转速度，调节的范围非常小，无法满足工程钻探机械施工中要求的转速和扭矩多样性和大范围变换的要求，以适用于多种地层，而采用多个具有不同转速的动力头又不符合经济和施工效率的需要。

发明内容

本发明提供了一种能够借助齿轮系统实现多种转速和扭矩需求的多级转速可调式动力头换挡机构，解决了传统动力头存在的弊端，多马达驱动可提供较宽的扭矩调节，同时拨叉机构和滑动齿轮可以实现多级转速的调节，其设计合理、操作简单、传动平稳，并且应用范围广。

本发明所采用的技术方案如下：

一种多级转速可调式动力头换挡机构，其特征在于所述动力头换挡机构包括钎杆和钎杆驱动机构，所述钎杆驱动机构包括两组或两组以上并列设置的马达，所述两组或两组以上的马达共同驱动一齿轮轴，该齿轮轴上设置有滑动齿轮和拨叉机构，该滑动齿轮在拨叉机构的作用下分别与钎杆上套装设置的一组以上的齿轮内核设置。

具体实施方式中，所述齿轮轴上对应马达设置有多片齿轮，所述马达通过该多片齿轮传递扭矩给齿轮轴。

一实施方式中，所述驱动设置滑动齿轮，所述滑动齿轮在拨叉机构的作用下在所述马达驱动轴上滑动设置。

一实施方式中，所述钎杆设置在一壳体中，该壳体的一侧固定安装所述钎杆驱动机构。

一实施方式中，所述钎杆上套装设置的齿轮为不同转速比的齿轮，该齿轮与所述钎杆同轴套装固定。

另一实施方式中，所述拨叉机构包括一旋转手柄，该旋转手柄通过万向连接杆驱动连接一拨叉半环的一端，该拨叉半环的中部铰接设置，该拨叉半环的另一端连接一拨叉柱，该拨叉柱在旋转手柄的驱动下拨动所述滑动齿轮与所述齿轮分别啮合设置。

该多级转速可调式动力头换挡机构采用齿轮配合多级变速和马达变速两者混合操作，通过两个或两个以上的马达以及配合的多片齿轮对一齿轮轴提供扭矩力，多个马达的驱动使用可以提供较宽的扭矩选择性，满足扭矩调整控制的需要。同时马达驱动轴上设置的滑动齿轮在液压油路配合控制的基础上，可以通过拨叉机构上的手柄，调节滑动齿轮的位置，使滑动齿轮与钎杆上固定设置的不同速比的齿轮啮合驱动，实现多级变速的控制。动力头壳体内的钎杆可以装配速比为3∶1、2∶1等不同速比的齿轮。

本发明的有益效果在于，该多级转速可调式动力头换挡机构能够借助齿轮系统实现多种转速和扭矩需求，解决了传统动力头存在的弊端，多马达驱动可提供较宽的扭矩调节，同时拨叉机构和滑动齿轮可以实现多级转速的调节，其设计合理、操作简单、传动平稳，并且应用范围广。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的剖面结构示意图；

图2是本发明具体实施方式中拨叉机构和马达部分的剖面结构示意图；

图3是本发明具体实施方式中拨叉机构的一结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，该多级转速可调式动力头换挡机构主要由钎杆和钎杆驱动机构组成，钎杆驱动机构包括两组并列设置的马达9和10，如图2中示出了两组马达9和10，具体应用中更可以采用三组或者更多组马达，可根据工程所要求的扭矩范围进行组合装配。两组马达9、10共同驱动一齿轮轴1，齿轮轴1上对应马达设置有多片齿轮，两组马达通过该多片齿轮传递扭矩给齿轮轴1。该齿轮轴上设置有滑动齿轮3和拨叉机构2，齿轮轴上驱动设置滑动齿轮3，所述滑动齿轮3在拨叉机构2的作用下在所述齿轮轴1上滑动设置。

钎杆设置在一壳体7中，该壳体的一侧固定安装所述钎杆驱动机构。钎杆上套装设置有一组以上的齿轮，钎杆4上套装设置的齿轮为不同转速比的齿轮，该齿轮与所述钎杆同轴套装固定。图1中示出了两组齿轮，齿轮5为与滑动齿轮速比3∶1的齿轮，齿轮6为与滑动齿轮速比2∶1的齿轮。滑动齿轮在拨叉机构的作用下分别与所述齿轮啮合设置。

如图2和图3所示，拨叉机构2具有一旋转手柄21，该旋转手柄21通过万向连接杆22驱动连接一拨叉半环23的一端，该拨叉半环23的中部铰接设置，该拨叉半环的另一端连接一拨叉柱24，该拨叉柱在旋转手柄的驱动下拨动所述滑动齿轮与所述齿轮分别啮合设置。