专利名称:非开挖铺管钻机动力头浮动装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种非开挖铺管钻机动力头浮动装置，包括动力头主轴、浮动短节和花键套，动力头主轴与浮动短节之间通过花键套联接，浮动短节与花键套之间采用间隙配合；其特征在于：所述动力头主轴的内孔与浮动短节的内孔之间通过空心的球型水轴密封连接；所述球型水轴第一端设为球面，第一端通过第一密封连接组件与动力头主轴连接；所述球型水轴第二端设为圆柱面，第二端通过第二密封连接组件与浮动短节连接。本实用新型结构巧妙，设计合理，在球型水轴第二端的圆柱面受到外部载荷时，球型水轴第一端的球面能够自由转动，平衡两端受力，而且在球面转动的同时还能保证整个球型水轴的水密封。
【专利说明】非开挖铺管钻机动力头浮动装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种非开挖铺管钻机动力头浮动装置，属于非开挖铺管机械技术。
【背景技术】
[0002]目前，水平定向钻进动力头可以使用动力头浮动装置来优化动力头浮动，保护动力头大齿轮。而动力头浮动装置的关键部件就是连接动力头主轴与浮动短节的空心的连接轴。合理的连接轴结构是确保动力头浮动装置工作可靠的前提。水平定向钻进动力头配合动力头浮动装置施工时，浮动短节在装卸钻杆时需要能随钻杆位置来回浮动，由于钻杆另一端会传递较大的扭矩和拉力，并有小范围的摆动，尤其是当施工过程中突遇硬物或障碍的时候，此种情况更为剧烈，动力头浮动装置中的连接轴容易由于浮动短节摆动而发生断裂，影响动力头浮动装置的使用。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种非开挖铺管钻机动力头浮动装置，其结构巧妙，设计合理，在球型水轴第二端的圆柱面受到外部载荷时，球型水轴第一端的球面能够自由转动，平衡两端受力，而且在球面转动的同时还能保证整个球型水轴的水密封。
[0004]按照本实用新型提供的技术方案:非开挖铺管钻机动力头浮动装置，包括动力头主轴、浮动短节和花键套，动力头主轴与浮动短节之间通过花键套联接，浮动短节与花键套之间采用间隙配合；其特征在于:所述动力头主轴的内孔与浮动短节的内孔之间通过空心的球型水轴密封连接；所述球型水轴第一端设为球面，第一端通过第一密封连接组件与动力头主轴连接；所述球型水轴第二端设为圆柱面，第二端通过第二密封连接组件与浮动短节连接。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，所述第一密封连接组件包括耐磨环、第一 O型密封圈、第二 O型密封圈和压盖，所述动力头主轴内孔的连接端设有第一安装腔，所述耐磨环装在第一安装腔的底部，耐磨环外周壁与第一安装腔内孔壁之间设设置第一 O型密封圈；所述耐磨环内孔的前部设为球形凹面，所述球型水轴第一端球面的前部与球形凹面接触配合，球面与球形凹面之间设置第二 O型密封圈；所述压盖套装在球型水轴第一端上，压盖与动力头主轴螺纹连接，压盖压紧球型水轴第一端球面的后部，压盖上接触球面的部位也设为球形凹面。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述第二密封连接组件包括挡板、水封和衬垫，所述浮动短节内孔的连接端设有第二安装腔，所述衬垫装在第二安装腔的底部，所述水封设置在衬垫外侧，球型水轴第二端圆柱面密封套装在水封内；所述挡板套装在球型水轴第二端上，挡板用螺钉与浮动短节紧固连接，挡板压紧水封。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述水封采用V形夹布圈。
[0008]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点:本实用新型结构巧妙，设计合理，在球型水轴第二端的圆柱面受到外部载荷时，球型水轴第一端的球面能够自由转动，平衡两端受力，而且在球面转动的同时还能保证整个球型水轴的水密封。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型实施例的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0011]如图所示:实施例中的非开挖铺管钻机动力头浮动装置主要由动力头主轴1、浮动短节2、花键套3、球型水轴4、耐磨环5、第一 O型密封圈6、第二 O型密封圈7、压盖8、挡板9、水封10和衬垫11组成。
[0012]如图1所示，所述动力头主轴I与浮动短节2之间通过花键套3联接，由于浮动短节2会根据需要在花键套3中轴向移动，因此浮动短节2与花键套3之间采用间隙配合；动力头主轴I的内孔与浮动短节2的内孔之间通过空心的球型水轴4密封连接；所述球型水轴4第一端设为球面，第一端通过第一密封连接组件与动力头主轴I连接；所述球型水轴4第二端设为圆柱面，第二端通过第二密封连接组件与浮动短节2连接。
[0013]如图1所示，本实用新型实施例中，所述第一密封连接组件主要由耐磨环5、第一 O型密封圈6、第二 O型密封圈7和压盖8组成，所述动力头主轴I内孔的连接端设有第一安装腔la，所述耐磨环5装在第一安装腔Ia的底部，耐磨环5外周壁与第一安装腔Ia内孔壁之间设设置第一 O型密封圈6 ;所述耐磨环5内孔的前部设为球形凹面，所述球型水轴4第一端球面的前部与球形凹面接触配合，球面与球形凹面之间设置第二 O型密封圈7 ;所述压盖8套装在球型水轴4第一端上，压盖8与动力头主轴I螺纹连接，压盖8压紧球型水轴4第一端球面的后部，压盖8上接触球面的部位也设为球形凹面。
[0014]图中的第一密封连接组件为静密封结构，由于球型水轴4第一端球面的移动距离和范围很小，采用静密封结构即可满足要求。所述的耐磨环5 —方面可以定位球型水轴4的位置，另一方面可以提高球面的寿命。设置在耐磨环5内外侧的第一 O型密封圈6、第二O型密封圈7可以确保密封性能良好。所述的压盖8是以螺纹连接的方式连接在动力头主轴I上，压盖8对球面的压紧力具有可调性。
[0015]如图1所示，本实用新型实施例中，所述第二密封连接组件主要由挡板9、水封10和衬垫11组成，所述浮动短节2内孔的连接端设有第二安装腔2a，所述衬垫11装在第二安装腔2a的底部，所述水封10设置在衬垫11外侧，球型水轴4第二端圆柱面密封套装在水封10内；所述挡板9套装在球型水轴4第二端上，挡板9用螺钉与浮动短节2紧固连接，挡板9压紧水封10。本实施例中，所述水封10优选采用V形夹布圈。
[0016]图1中的第二密封连接组件为动密封结构，由于球型水轴4第二端的圆柱面与浮动短节2之间有经常性地相对移动，并且移动距离和范围家较大，所以本实用新型采用了动密封结构。
[0017]本实用新型的工作原理及工作过程如下:
[0018]在工程施工时，浮动短节2与钻杆对接，钻杆在钻孔过程中会传来较大的拉力和扭矩，由于浮动短节2和花键套3之间存在间隙，因此浮动短节2会朝间隙少量偏移，球型水轴4第二端的圆柱面也会相应产生方向偏移。此时球型水轴4第一端的球面就发挥了作用，一旦第二端的圆柱面产生偏移，第一端的球面就能及时地小范围旋转，进行方向调整；使球型水轴4在浮动短节2轴向运动过程中既能始终与动力头主轴I保持可靠连接，又能在一定范围内自由摆动；在浮动短节2受到较大负载而与动力头主轴I形成一定角度时，球型水轴4也不会由于较大的剪力而断裂，整体力学性能好，能很好的应对工程施工过程中的突发情况。同时，动力头主轴I也不会受到任何影响。
[0019]另外，所述球型水轴4为空心结构，这样在工程施工中产生的泥浆可以在浮动短节2、球型水轴4和动力头主轴I内部持续输送，不影响泥浆通过。
【权利要求】
1.非开挖铺管钻机动力头浮动装置，包括动力头主轴(I)、浮动短节(2)和花键套(3)，动力头主轴(I)与浮动短节(2)之间通过花键套(3)联接，浮动短节(2)与花键套(3)之间采用间隙配合；其特征在于:所述动力头主轴(I)的内孔与浮动短节(2)的内孔之间通过空心的球型水轴(4)密封连接；所述球型水轴(4)第一端设为球面，第一端通过第一密封连接组件与动力头主轴(I)连接；所述球型水轴(4)第二端设为圆柱面，第二端通过第二密封连接组件与浮动短节(2)连接。2.如权利要求1所述的非开挖铺管钻机动力头浮动装置，其特征在于:所述第一密封连接组件包括耐磨环(5)、第一 O型密封圈(6)、第二 O型密封圈(7)和压盖(8)，所述动力头主轴(I)内孔的连接端设有第一安装腔(la)，所述耐磨环(5)装在第一安装腔(Ia)的底部，耐磨环(5)外周壁与第一安装腔(Ia)内孔壁之间设设置第一 O型密封圈(6);所述耐磨环(5)内孔的前部设为球形凹面，所述球型水轴(4)第一端球面的前部与球形凹面接触配合，球面与球形凹面之间设置第二 O型密封圈(7);所述压盖(8)套装在球型水轴(4)第一端上，压盖(8)与动力头主轴(I)螺纹连接，压盖(8)压紧球型水轴(4)第一端球面的后部，压盖(8)上接触球面的部位也设为球形凹面。3.如权利要求1所述的非开挖铺管钻机动力头浮动装置，其特征在于:所述第二密封连接组件包括挡板(9 )、水封(10 )和衬垫(11)，所述浮动短节(2 )内孔的连接端设有第二安装腔(2a)，所述衬垫(11)装在第二安装腔(2a)的底部，所述水封(10 )设置在衬垫(11)外侧，球型水轴(4)第二端圆柱面密封套装在水封(10)内；所述挡板(9)套装在球型水轴(4)第二端上，挡板(9)用螺钉与浮动短节(2)紧固连接，挡板(9)压紧水封(10)。4.如权利要求3所述的非开挖铺管钻机动力头浮动装置，其特征在于:所述水封(10)采用V形夹布圈。
【文档编号】E21B7-04GK204299461SQ201420744536
【发明者】徐松, 于峰, 贾绍宽, 牛民 [申请人]无锡市钻通工程机械有限公司