[发明专利]一种钻机声波动力头偏心振动轴承润滑冷却保护系统

说明书

本发明公开了一种钻机声波动力头偏心振动轴承润滑冷却保护系统，属于声频钻机技术领域。本发明的轴承润滑冷却保护系统，设于钻机的声波动力头上，包括进油管、回油管和油液循环控制系统。本发明利用进油压力传感器检测冷却润滑油的供油压力，在供油压力异常的情况下，由主控器通过液电负载敏感比例阀组控制声波动力头不工作，有效防止了声波动力头在轴承冷却润滑不良的情况下工作而导致轴承损坏，提高了声波动力头的使用安全性和可靠性；并且，利用冷却供油泵和吸油泵配合，使得冷却润滑油在声波动力头的主轴箱内同步进油和回油，使偏心轴腔内不产生积油，避免了偏心轴腔内积油而对偏心振子轴旋转振动造成阻力，保证了偏心振子轴的旋转振动效率。

技术领域

本发明涉及一种钻机声波动力头，更具体地说，涉及一种钻机声波动力头偏心振动轴承润滑冷却保护系统。

背景技术

在油田、矿物勘探、岩土勘察和土壤取样等施工过程中，钻机是土壤和岩土钻孔常用的机械设备。钻机用声波动力头能够在钻进过程中产生上下振动作用于钻具上，与传统旋转钻进方式的钻机相比，具有钻进速度快、工作效率高、岩土样保真度高、施工安全性好和环境污染少等优点。声波动力头在钻进时，共振能量通过钻柱传递到钻头工作面，同时低速回转的钻柱将能量平均分配到钻头工作面上。由于振动频率属于较低的机械波振动范围，能够引起人的听觉，因此称之为“声波动力头”。

目前，现有的声波动力头大多采用偏心振动结构，如中国专利号ZL201020181134.5公开的“取样钻机用声频振动头”、中国专利号ZL201210161963.0公开的“一种液压超高频振动动力头”、中国专利号ZL201320272471.9公开的“一种声频震动动力头及应用该声频震动动力头的拖拉机钻机”和中国专利申请号201711336710.1公开的“一种振动钻机”等，上述这些声波动力头结构，其都是采用偏心轴(偏心振子)高速旋转形成高频振动的，偏心轴两端通过轴承支撑，由于偏心轴高速旋转，且具有偏心振动惯性，因此对偏心轴的轴承性能要求较高，而受限于轴承的性能，现有偏心振动式声波动力头的转速都较低，难以实现高频振动，原因在于高速旋转的偏心轴使轴承产生大量热量，导致轴承使用寿命大幅下降，从而使钻机的声波动力头使用寿命降低。

反之，如果能够有效控制偏心轴轴承的工作温度，势必能够进一步提高轴承高速运转的使用寿命。中国专利申请号201811150734.2公开了一种“轴承循环换脂系统”，其包括轴承结构和吸排脂装置，轴承结构的外圈和内圈之间具有用于设置润滑脂的润滑空间、轴承结构上开设有与润滑空间导通的注油孔及排油孔，排油孔与吸排脂装置的吸脂口相连，注油孔上连通设置有油脂供给装置，吸排脂装置的出脂口与油脂供给装置的油箱连通，吸排脂装置的出脂口与油箱之间串设有润滑脂过滤装置和/或冷却装置。该专利申请案的轴承循环换脂系统设置有润滑脂过滤装置和/或冷却装置，润滑脂循环装置可以清理有害物质，维持最优的润滑状态，延长最优润滑状态的时间，获得良好润滑，延长轴承使用寿命；经冷却装置降低润滑脂温度，改善润滑脂流动性后，重新加注到轴承里，达到恢复润滑脂特性的作用。该专利申请案在一定程度上解决了轴承换脂问题，其发明构思是依据预先设定的工作间隔时间以及工作持续时间自动控制供脂装置及吸排脂装置启动与停止，并不能在轴承运转过程中实现轴承循环喷油润滑和冷却，其冷却装置的作用也是为了改善润滑脂的流动性，因此其无法应用于钻机声波动力头偏心振动轴承中来解决偏心振动轴承高速运转温度高、使用寿命短的问题；并且，其需要对轴承原有结构进行改进，对轴承的装配和制造都具有更高的要求，在钻机声波动力头中难以实际应用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题