[实用新型]一种钻机声波动力头偏心振动发生装置

说明书

本实用新型公开了一种钻机声波动力头偏心振动发生装置，属于声频钻机领域。本实用新型的偏心振动发生装置，包括主框架、主轴旋转机构和主轴振动机构，声波动力头的主轴与主轴液压马达采用花键结构传动连接，主轴转动安装于主轴箱内，主轴箱通过隔振器悬空安装于主框架内，两组偏心振动机构对称设于主轴箱内，且两组偏心振动机构分别置于主轴的左右两侧，利用主轴箱内的两组偏心振动机构产生高频振动，主轴旋转运动与振动互不影响，振动惯性小，且非主轴轴向的振动小，使得主轴产生的激振更加稳定，振动传递效率更高，并且声波动力头结构更加合理紧凑，易于保证两组偏心振子轴的安装位置精度，便于装配制作，提高了声波动力头的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及一种钻机的动力头，更具体地说，涉及一种钻机声波动力头偏心振动发生装置。

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。单偏心轴振动的方式如中国专利号ZL201420298462.1公开的“液压驱动非接触式声频头”，这种方式虽然结构简单，但振动稳定性较差，存在较强的横向振动等，因此实际应用减少。双偏心振动块同步相对旋转振动具有更好的振动稳定性，但对于左右两组偏心振动块的运动同步性和振动块对称性要求很高，一旦两组偏心振动块运动不一致，就会导致振动效率和振动稳定性降低，难以达到设定的激振力。

而现有偏心振动式声波动力头的结构设计合理性较差，加之装配和加工精度存在的误差，导致声波动力头自身振动的稳定性较差，振动传递效率较低。并且，现有偏心振动式声波动力头没有充分考虑主轴实际工作过程中可能出现的角度偏转，不能实现主轴适应性偏转调整和纠正，也易影响声波动力头的振动稳定性而造成动力头的损坏，降低了其使用寿命。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有偏心振动式声波动力头存在主轴振动发生装置振动稳定性较差、振动传递效率较低等不足，提供一种钻机声波动力头偏心振动发生装置，采用本实用新型的技术方案，声波动力头的主轴与主轴液压马达采用花键结构传动连接，由主轴液压马达驱动主轴旋转，主轴转动安装于主轴箱内，主轴箱通过隔振器悬空安装于主框架内，两组偏心振动机构对称设于主轴箱内，且两组偏心振动机构分别置于主轴的左右两侧，利用主轴箱内的两组偏心振动机构产生高频振动，非主轴轴向的振动小，使得主轴产生的激振更加稳定，振动传递效率更高，并且声波动力头结构更加合理紧凑，便于装配制作，使用寿命长。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种钻机声波动力头偏心振动发生装置，包括主框架、主轴旋转机构和主轴振动机构，其中：

所述的主轴旋转机构包括主轴液压马达和主轴，所述的主轴液压马达安装于主框架的上部，且主轴液压马达的输出轴与主轴之间采用花键结构传动连接，用以驱动主轴旋转运动并允许主轴轴向上下移动；