一种全液压反循环钻机的旋翼钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钻机技术领域，涉及一种全液压反循环钻机的旋翼钻头。
【背景技术】
[0002]旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。目前市场上广泛应用的成孔施工的旋挖钻机使用的钻头多数是龙门式钻头和三翼直板钻头，一般由用户自己制做。钻孔精度低且钻孔深度超过50米时作业效果差。钻头钻进的压力来自泥浆泵、减速箱、钻杆及钻头的自身重量，因此当遇到硬岩层、较致密的卵砾层、孤石层施工时不能强制加压，严重影响钻进速度，甚至无法作业。在硬岩层、较致密的卵砾层、孤石层施工比较困难(参考文献:中国专利，专利号ZL03260475.0，钻井机)。
【发明内容】
[0003]为了解决已有技术存在的问题，本发明提供了一种全液压反循环钻机的旋翼钻头。所述的旋翼钻头包括3个旋翼轴座组件、分动箱总成、动力输入总成、3个旋翼组件、输料管焊合件；
所述的旋翼轴座组件包括轴承盖、机封动环、锁紧螺母、轴承座、锥齿轮轴、机封导柱、隔套、机封静环；其中，锁紧螺母的端面轴向上交错有4个螺纹孔和4个光孔，机封动环的轴向对应有8个光孔；
锥齿轮轴靠近锥齿轮的台肩处装入一个圆锥滚子轴承后，装入轴承座内，将另一个相同的圆锥滚子轴承装入锥齿轮轴的第二个台肩处；锁紧螺母的端面上的孔向外装入锥齿轮轴上；4个机封导柱分别装入锁紧螺母的端面上的螺纹孔内，4个压缩弹簧装入锁紧螺母的端面上的光孔内；机封动环的环槽装入O形胶圈后装入锥齿轮轴上，并保证压缩弹簧及机封导柱进入机封动环的端面孔内与被所述的锁紧螺母的端面封住；顺序装入隔套、机封静环、O形胶圈，再装入轴承盖并用内六角螺钉固定；
所述的分动箱总成包括分动箱、大齿圈、垂直轴座、3个相同的齿轮、垂直轴、销轴、垂直轴下压盖、机封静环、机封动环、旋翼垂直钻、机封导柱、动环座、密封压盖；其中，机封动环的一侧端面有8个光孔，动环座的一侧端面上有4个螺纹孔和4个光孔；
所述的垂直轴是一个变径轴，轴端有一个螺纹孔，从上至下为第一轴段，有键槽的第二轴段，有键槽的第三轴段，内圆盘连接在变径轴的第一轴段上端，外圆盘在内圆盘外侧，同径的外圆盘和两个圆盘有间隔并对应各有3个孔，内圆盘有用于装入紧定螺钉的螺丝孔，垂直轴的内圆盘中央有一个阶梯孔，以防止与安装在锥齿轮轴上的轴端固定螺栓发生干涉；
b、3个齿轮装入深沟球轴承及孔用弹性挡圈分别装入垂直轴的外圆盘和内圆盘之间，3个销轴分别穿过两个圆盘上的孔及3个齿轮的轴承的内孔，用紧定螺钉将销轴紧固在垂直轴的外圆盘上；
C、垂直轴上靠近圆盘处的轴径上装入圆锥滚子轴承后，装入垂直轴座内，分动箱的下端面大孔与大齿圈的端面配合装入，垂直轴座的上端面的孔与大齿圈的下端面配合装入，用双头螺钉将大齿圈、垂直轴座固定在分动箱的下端面上。此时，大齿圈的内齿与装在垂直轴上的3个齿轮同时啮合；
d、垂直轴的第二轴段上装入圆锥滚子轴承、止动垫圈后再装上动环座，动环座的下端面上有4个交错的光孔和螺纹孔；机封动环的环槽装入O形胶圈后装在第二轴段上；4个机封导柱和4个压缩弹簧分别装入动环座和机封动环的螺纹孔和光孔内；
f、挨着机封动环在垂直轴的第二轴段上装入机封静环、O形胶圈，再装入垂直轴下压盖，用内六角螺钉固定在垂直轴座的下端面上；
g、旋翼垂直钻内装入盘根填料、密封压盖后装在垂直轴的第二轴段上，旋翼垂直钻下端的内孔与垂直轴的有键槽的第三轴段用2个平键连接，用螺栓固定在垂直轴的第三轴段上;
所述的动力输入总成包括马达接盘、动力大齿圈、行星齿轮座、输入轴座、油封压盖、隔套、锥齿轮轴、小齿轮、销轴、斜轴式柱塞马达、挡圈、中间齿轮、齿轮；
a、3个齿轮装入深沟球轴承及孔用弹性挡圈后分别装入行星齿轮座第一圆盘和第二圆盘之间，3个销轴分别穿过该两个圆盘上的孔及3个齿轮的轴承的内孔，用螺钉将销轴紧固在行星齿轮座的第一圆盘上；
b、输入轴座是一个直径上大下小的变径的轴座，锥齿轮轴靠近锥齿轮的台肩处装入圆锥滚子轴承后装在输入轴座的下端的小径孔内，锥齿轮轴相对于输入轴座变径处装入圆锥滚子轴承、隔套、内装油封的油封压盖，并用螺栓固定；
C、动力大齿圈的下端面与输入轴座的上端面的止口配合；锥齿轮轴的上花键轴头装入行星齿轮座的花键孔内，把锥齿轮轴与输入轴座连接起来；马达接盘的下端止口与动力大齿圈的上端面配合；用双头螺柱将马达接盘、动力大齿圈固定在输入轴座的上端面上；
d、齿轮装在斜轴式柱塞马达的轴上，用轴端挡圈及螺栓固定；斜轴式柱塞马达的止口与马达接盘的孔配合，保证齿轮同时与个齿轮啮合，斜轴式柱塞马达用螺栓固定在马达接盘上；
e、小齿轮装在锥齿轮轴的下花键轴头上，用轴端挡圈及螺栓固定；
f、所述的行星齿轮座是一个由上圆盘、下圆盘及花键轴套组成的一体化结构件，每个圆盘上有3个孔，上圆盘有用于装入紧定螺钉的螺丝孔，轴套内有矩形花键孔，上圆盘和下圆盘之间通过弧型的连接筋板间接。
[0004]所述的旋翼组件包括旋翼轴盖、旋翼基管、旋翼压盖、机封动环、机封静环、旋翼端支座、机封导柱；其中，机封动环的一侧端面有8个光孔；
a、所述的旋翼基管是一个圆柱管，螺旋叶片焊在圆柱管上，在圆柱管内的右部装入花键套，其左部装入机封动环花座，两者均用销钉固定在圆柱管上并焊接，三个不同轴径的轴头置于旋翼基管的左部管内，轴头的右端置于机封动环花座内并与其焊接，机封动环花座的左边端面上有交错的4个螺纹孔和4个光孔，旋翼基管的两个端面上分别有6个螺纹孔；
b、机封动环的外径环槽装入O形胶圈后挨着机封动环花座装入轴头上，4个机封导柱、4个压缩弹簧均分别装入机封动环花座和机封动环的端面孔内，再把机封静环装入O形胶圈装在轴头上，旋翼基管两端装入盘根填料和旋翼压盖，旋翼端支座的圆环形轴座套在机封静环上并穿过盘根填料和旋翼压盖，旋翼压盖用内六角螺栓固定在旋翼基管的端面上；旋翼端支座的轴座装在旋翼基管上，轴座的外径与旋翼压盖、盘根填料的内孔配合；圆锥滚子轴承装在旋翼基管的轴头上，旋翼轴盖装在旋翼端支座轴座的端面，用内六角螺钉固定;
C、所述的旋翼端支座是一个焊接组件，包括:圆柱形轴座、连接板；轴座的左端面上有4个螺纹孔，连接板上有4个光孔；
所述的输料管焊合件包括连接螺母、立管、3个支管、护圈、3个上联板、6个中联板、3个下联板；
a、连接螺母焊在立管的上端，3个支管上端等间距焊接在立管的下端，3个支管呈上端高下端低，上述的诸管之间相成通道；
b、输料管焊合件的3个立支管的下端的下联板上的孔与分动箱总成中的分动箱下法兰上的6个孔用螺栓连接，从而把输料管焊合件与分动箱总成连接起来；输料管焊合件的3个立支管中部焊接的两个中联板上的孔与动力输入总成中的输入轴座的上端面上的6个孔用螺栓连接固定，从而把输料管焊合件与动力输入总成连接起来；
c、3个上联板焊接在输料管焊合件的护圈上；3个旋翼组件中的旋翼基管的一端花键套装入旋翼轴座组件中的锥齿轮轴的轴头左端的花键处，3个旋翼组件中的旋翼端支座上的连接板上的4个孔与输料管焊合件的3个上联板上的孔用螺栓连接固定，从而把3个旋翼组件与输料管焊合件连接起来。
[0005]下面介绍3个旋翼轴座组件、分动箱总成、动力输入总成、3个旋翼组件和输料管焊合件的连接关系:
A、分动箱总成中的分动箱的上法兰与动力输入总成中的输入轴座的下法兰用螺栓连接紧固，把分动箱总成与动力输入总成连接；
B、3个旋翼轴座组件中的轴承座法兰止口面的环槽装入O形胶圈与分动箱总成中的分动箱的3个侧面孔分别配合，用螺栓连接紧固，把3个旋翼轴座组件与分动箱总成连接起来；动力输入总成中的锥齿轮轴上的锥齿轮与3个旋翼轴座组件中的锥齿轮轴的锥齿轮同时啮合；
C、3个旋翼组件中的旋翼基管的一端花键套装入旋翼轴座组件中的锥齿轮轴的轴头左端的花键，把旋翼组件与旋翼轴座组件连接起来，3个旋翼组件中的旋翼端支座上的连接板上的4个孔与输料管焊合件的3个上联板上的孔用螺栓连接固定，把旋翼组件与输料管焊合件连接起来；
D、输料管焊合件的3个立支管的下端的下联板上的孔与分动箱总成中的分动箱下法兰上的个孔用螺栓连接，从而把输料管焊合件与分动箱总成连接起来；输料管焊合件的每个立支管中部的两个中联板上的孔与动力输入总成中的输入轴座的上端面上的6个孔用螺栓连接固定，从而把输料管焊合件与动力输入总成连接起来；
E、锥齿轮轴上的锥齿轮同时与3个旋翼轴座组件中的锥齿轮轴的锥齿轮啮合，且旋翼轴座组件中的锥齿轮轴的轴头花键装入旋翼组件中的旋翼基管的花键套；当动力输入总成中的斜轴式柱塞马达工作时，带动3个旋翼基管旋转；安装在锥齿轮轴上的齿轮与分动箱总成中的3个齿轮同时啮合，带动垂直轴旋转；垂直轴通过2个平键连接旋翼垂直钻，并用螺栓固定在垂直轴上，当动力输入总成中的斜轴式柱塞马达工作时，带动旋翼垂直钻旋转；因此实现了钻孔作业功能。
[0006]使用时，把旋翼钻头的连接螺母与钻杆连接；把液压换向阀通过高压胶管与旋翼钻头的斜轴式柱塞马达连接，换向阀为旋翼钻头的斜轴式柱塞马达供油，使得旋翼钻头实施转孔作业。
[0007]有益效果:本发明提供的一种全液压反循环钻机的旋翼钻头，设计科学，结构独特。旋翼钻头马达工作时，带动3个旋翼和旋翼垂直钻同时旋转工作，相当于多个钻头同时进行钻孔作业，因而提高了大孔径钻孔的作业效率；
由于旋翼钻头是由马达独立驱动，因而对钻杆及动力头产生的作用力明显降低，解决了钻机动力不足和钻杆损坏的问题。
[0008]用本发明的旋翼钻头对于直径大深孔的钻孔作业很容易实现，解决了长期以来业内急需解决冋题。
[0009]本发明提供的全液压反循环钻机的旋翼钻头，不但在钻进粘土层、砂土层等地质层使用效果良好，而且，在岩石层钻进大孔径的钻孔时钻进速度快，效率高，经济效益好。