专利名称：潜孔钻机钻杆联轴器的制作方法
技术领域：
潜孔钻机钻杆联轴器技术领域[0001]本实用新型涉及工程凿岩机械领域，特别涉及一种钻机的部件。
背景技术：
[0002]钻机是用于岩石钻孔作业的一种工程机械，常用于爆破打孔作业及地质钻探作业，大型钻机挂载于挖掘机臂上以后，具有转移灵活、使用方便、钻孔效率高等优点，能有效提高工程施工的作业效率，已逐渐成为工程钻机的主流设备。[0003]钻机的钻杆在钻进时需同时进行旋转运动和轴向进给运动，钻杆由马达和牙箱来驱动旋转，牙箱固定于可沿钻进方向移动的拖板上，同时，需要从钻杆中部通入高压排屑空气。目前，为满足钻杆连接强度及排屑空气通道的密封性等，钻杆与牙箱的输出端之间多采用硬连接，由于地质岩体硬度分布不均，导致钻杆钻进时为复杂的扰动工况，因此，采用硬连接的结构存在以下问题钻杆容易疲劳断裂，牙箱负载不稳定容易损坏，使用寿命缩短， 一旦钻杆发生堵塞，则需将钻杆放平后由人工疏通，工作量大，效率低。通常要采用价格昂贵的高强度钻杆才能勉强维持一段时间的连续作业，而这类钻杆的价格在每根三四千元左右，这无疑大大提高了施工成本。近年来，市面上也出现了一些钻杆与牙箱动力输出端采用联轴器连接的钻机，但这些联轴器均存在结构复杂、可靠性差、容易损坏、气密性差等不足。[0004]针对上述不足，需探索一种性能可靠的联轴器，使其既能适应钻杆的扰动工况，又能满足通气气密性要求，以降低凿岩钻机对钻杆的强度要求，延长钻杆及设备的使用寿命， 降低使用成本。实用新型内容[0005]有鉴于此，本实用新型提供一种潜孔钻机钻杆联轴器，该联轴器采用球面定心密封结构，既能适应钻杆的扰动工况，又能满足通气气密性要求，可有效解决现有钻杆连接结构对钻杆要求高、气密性差的技术问题。[0006]本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题[0007]本实用新型的潜孔钻机钻杆联轴器，包括用于连接旋转动力输出端的上本体和用于连接钻杆尾端的下本体，所述上本体和下本体上均沿钻杆转动轴线设置有用于输送排屑空气的通气孔，上本体的下端设置凹槽，下本体的上端设置用于伸入凹槽后传递扭矩的凸块，所述上本体与下本体的端面之间、凹槽与凸块之间均留有间隙，上本体与下本体之间设置定心气密结构。[0008]进一步，所述定心气密结构包括设置于上本体下端的球面凹槽、设置于下本体上端的沉槽、与球面凹槽嵌合的定心半球和设置于沉槽内的弹性体，所述弹性体的两端分别顶住定心半球的平面端和沉槽底端，所述定心半球和弹性体上均设置与上本体和下本体通气孔形成密封气流通道的气孔。[0009]进一步，所述定心半球的平面端伸入沉槽内，所述沉槽内设置有用于顶住定心半球平面端的限位台阶。3[0010]进一步，所述弹性体由橡胶制成。[0011]进一步,还包括用于连接上本体与下本体的随动螺栓组件,所述随动螺栓组件包括螺杆、螺母、两个随动球体和两个张紧簧，螺杆和螺母连接上本体和下本体，上本体和下本体的螺杆通孔外端均设置有半球槽，所述两个随动球体分别与上本体和下本体上的半球槽配合，所述两个张紧簧中的一个设置于螺杆头部与上本体的随动球体之间，另一个设置于螺母与下本体的随动球体之间。[0012]进一步，所述张紧簧为碟簧。[0013]进一步,所述随动球体为半球体。[0014]进一步，所述随动螺栓组件为至少两组，并绕联轴器轴线均布。[0015]本实用新型的有益效果本实用新型的潜孔钻机钻杆联轴器，包括用于连接旋转动力输出端的上本体和用于连接钻杆尾端的下本体，所述上本体和下本体上均沿钻杆转动轴线设置有用于输送排屑空气的通气孔，上本体的下端设置凹槽，下本体的上端设置用于伸入凹槽后传递扭矩的凸块，所述上本体与下本体的端面之间、凹槽与凸块之间留有间隙， 上本体与下本体之间设置定心气密结构，凸块与凹槽之间的间隙可保证钻杆扰动时所产生的弯曲大大减小，降低钻杆疲劳断裂的几率，也有效降低了施工对钻杆的要求，相比于现有技术，采用本实用新型的联轴器后使用价格为400元左右的钻杆即可达到现有技术中采用 4000元左右钻杆的效果，施工成本大大降低，另外，通过定心气密结构可传递钻杆钻进时的轴向推力，并保证钻杆无载荷时排屑空气通道的密封性，在通道发生堵塞时，只需将钻杆稍微提起，高压空气即可很容易地将堵塞疏通，使用方便高效。
[0016]
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。[0017]图I为本实用新型的结构示意图；[0018]图2为图I的A-A剖视图。
具体实施方式
[0019]以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，如图所示本实施例的潜孔钻机钻杆联轴器，包括用于连接旋转动力输出端的上本体I和用于连接钻杆尾端的下本体2，上本体I和下本体2上均设置有用于连接的内螺纹，所述上本体I和下本体2上均沿钻杆转动轴线设置有用于输送排屑空气的通气孔3，上本体I的下端设置凹槽la，下本体2的上端设置用于伸入凹槽Ia后传递扭矩的凸块2a，所述上本体I与下本体2的端面之间、凹槽Ia与凸块2a之间均留有间隙，当钻杆扰动时，该间隙可保持钻杆尾端的自由度，防止钻杆弯曲， 大大降低了钻杆的疲劳断裂的几率，上本体I与下本体2之间设置定心气密结构，使上下本体之间不至于脱离，同时，也能保证排屑空气通道的密封性。[0020]作为上述技术方案的进一步改进，所述定心气密结构包括设置于上本体I下端的球面凹槽4、设置于下本体2上端的沉槽5、与球面凹槽4嵌合的定心半球6和设置于沉槽5 内的弹性体7，球面接触既能实现定心作用，又能达到良好的密封效果，同时还能在钻杆钻进时传递轴向推力，另外，半球可采用钢球线切割制成，一个钢球可制造两个定心半球，材料利用率高，有利于控制成本，所述弹性体7的两端分别顶住定心半球6的平面端和沉槽5底端，所述定心半球6和弹性体7上均设置与上本体I和下本体2通气孔形成密封气流通道的气孔8，弹性体始终处于压缩状态，既能保证其自身与定心半球的平面端之间的密封、 其自身与沉槽底部的密封，同时，其对定心半球施加弹力使定心半球紧贴球面凹槽，达到良好的密封效果，在钻杆提起时，弹性体在弹力作用下伸长，继续顶住定心半球，保证气密性， 压缩空气不会损失压力，易于将堵塞的钻杆疏通。[0021]作为上述技术方案的进一步改进，所述定心半球6的平面端伸入沉槽5内，所述沉槽5内设置有用于顶住定心半球6平面端的限位台阶5a，钻进时，该限位台阶传递轴向进给力，防止压坏弹性体。[0022]作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性体7由橡胶制成，易于制造，成本低。[0023]作为上述技术方案的进一步改进，还包括用于连接上本体I与下本体2的随动螺栓组件，所述随动螺栓组件包括螺杆9、螺母10、两个随动球体11和两个张紧簧12，螺杆9 和螺母10连接上本体I和下本体2，上本体I和下本体2的螺杆通孔外端均设置有半球槽， 所述两个随动球体11分别与上本体I和下本体2上的半球槽配合，所述两个张紧簧12中的一个设置于螺杆9头部与上本体I的随动球体之间，另一个设置于螺母10与下本体2的随动球体之间，通过随动球体和张紧簧结构，可保证在钻杆扰动时，即下本体相对于上本体转动时，螺杆的受力始终较小，避免螺杆出现弯曲损坏。[0024]作为上述技术方案的进一步改进，所述张紧簧12为碟簧，负荷大，行程短，所需空间小，组合使用方便，维修换装容易，经济安全性高。[0025]作为上述技术方案的进一步改进，所述随动球体11为半球体，同样可以采用钢珠切割为两个半球，生产效率高，成本低。[0026]作为上述技术方案的进一步改进，所述随动螺栓组件为至少两组，并绕联轴器轴线均布，本实施例采用4组螺栓组件，受力条件佳，不易损坏。[0027]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。权利要求1.一种潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于包括用于连接旋转动力输出端的上本体 (I)和用于连接钻杆尾端的下本体(2)，所述上本体(I)和下本体(2)上均沿钻杆转动轴线设置有用于输送排屑空气的通气孔(3)，上本体(I)的下端设置凹槽(Ia)，下本体(2)的上端设置用于伸入凹槽(Ia)后传递扭矩的凸块(2a)，所述上本体(I)与下本体(2)的端面之间、凹槽(Ia)与凸块(2a)之间均留有间隙，上本体⑴与下本体⑵之间设置定心气密结构。
2.根据权利要求I所述的潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于所述定心气密结构包括设置于上本体(I)下端的球面凹槽(4)、设置于下本体(2)上端的沉槽(5)、与球面凹槽(4) 嵌合的定心半球(6)和设置于沉槽(5)内的弹性体(7)，所述弹性体(7)的两端分别顶住定心半球(6)的平面端和沉槽(5)底端，所述定心半球(6)和弹性体(7)上均设置与上本体(I)和下本体(2)通气孔形成密封气流通道的气孔(8)。
3.根据权利要求2所述的潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于所述定心半球(6)的平面端伸入沉槽(5)内，所述沉槽(5)内设置有用于顶住定心半球(6)平面端的限位台阶 (5a)。
4.根据权利要求3所述的潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于所述弹性体(7)由橡胶制成。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于还包括用于连接上本体(I)与下本体(2)的随动螺栓组件，所述随动螺栓组件包括螺杆(9)、螺母(10)、两个随动球体(11)和两个张紧簧(12)，螺杆(9)和螺母(10)连接上本体(I)和下本体(2)，上本体(I)和下本体(2)的螺杆通孔外端均设置有半球槽，所述两个随动球体(11) 分别与上本体(I)和下本体(2)上的半球槽配合，所述两个张紧簧(12)中的一个设置于螺杆(9)头部与上本体(I)的随动球体之间，另一个设置于螺母(10)与下本体(2)的随动球体之间。
6.根据权利要求5所述的潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于所述张紧簧(12)为碟簧。
7.根据权利要求6所述的潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于所述随动球体(11)为半球体。
8.根据权利要求7所述的潜孔钻机钻杆联轴器，其特征在于所述随动螺栓组件为至少两组，并绕联轴器轴线均布。
专利摘要本实用新型公开了一种潜孔钻机钻杆联轴器，包括上本体和下本体，上本体和下本体上均设置有通气孔，上本体的下端设置凹槽，下本体的上端设置用于伸入凹槽后传递扭矩的凸块，凹槽与凸块之间留有间隙，上本体与下本体之间设置有定心气密结构，凸块与凹槽之间的间隙可避免钻杆扰动时产生的弯曲，降低钻杆疲劳断裂的几率，相对于现有技术，采用本联轴器后使用价格为400元左右的钻杆即可达到现有技术中采用4000元左右钻杆的效果，施工成本大大降低；定心气密结构在钻杆钻进时起到传递轴向推力、在任何情况下起到气体的密封的作用，保障排屑空气通道的密封性，在通道发生堵塞时，只需将钻杆稍微提起，高压空气即可很容易地将堵塞疏通，使用方便高效。
文档编号E21B17/03GK202731768SQ20122032967
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者梁忠 申请人:重庆博山工程机械设备有限公司