一种主动钻杆正反转动力传递用快速连接与分离机构的制作方法

1.本实用新型涉及钻机技术领域，具体为一种主动钻杆正反转动力传递用快速连接与分离机构。


背景技术：

2.钻机是在勘探或矿产资源（含固体矿、液体矿、气体矿等）开发中，钻杆带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。钻机中的柴油机或他电动机作为驱动源，通过卡接结构与钻杆的接头相连接，从而将驱动源动力输出轴产生的扭矩通过接头传递给钻杆。
3.目前，通过连接与分离机构与接头连接或脱离，进行钻杆的拆装，以方便钻杆的安装及后期维修、更换。现有连接与分离机构需要人工进行进行长时间复杂操作才可与接头卡接或脱离，效率很低，增加了施工成本支出，且劳动强度较大。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种主动钻杆正反转动力传递用快速连接与分离机构，旨在解决现有技术中人工操作连接与分离机构效率低，劳动强度大的问题。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种主动钻杆正反转动力传递用快速连接与分离机构，应用于钻机上，该钻机具有驱动源、钻杆及钻杆下端设置的接头，所述快速连接与分离机构包括：
6.第一传动轴，为中空结构，可转动地设置在所述接头下方，并在所述驱动源驱动下转动；
7.第二传动轴，可升降地嵌套在所述第一传动轴内，且所述第一传动轴转动时可同步带动所述第二传动轴转动；
8.升降元件，设置在所述第一传动轴下端，并与所述第二传动轴下端相连接，用于驱动所述第二传动轴升降；和
9.套筒，设置在伸出所述第一传动轴的所述第二传动轴上端，所述套筒与所述接头相适配；
10.其中，当所述第二传动轴上升时，所述套筒可与所述接头卡接，当所述第二传动轴下降时，所述套筒可与所述接头脱离。
11.本实用新型的进一步改进在于，所述接头为多边形柱体结构。
12.本实用新型的进一步改进在于，所述接头为六边形柱体结构或八边形柱体结构其中一种。
13.本实用新型的进一步改进在于，所述接头上端与所述钻杆下端通过万向节联轴器相连接。
14.本实用新型的进一步改进在于，所述套筒上设置的多边形孔段与所述接头相适配，且所述多边形孔段深度大于所述接头长度。
15.本实用新型的进一步改进在于，所述第二传动轴为多边形柱体结构，所述第一传
动轴轴向设置有与所述第二传动轴相适配的滑道。
16.本实用新型的进一步改进在于，所述第一传动轴、第二传动轴、接头及钻杆均同轴线设置。
17.本实用新型的进一步改进在于，所述升降元件为手动加压液压缸，其缸体与所述第一传动轴下端相连接，活塞杆端部与所述第二传动轴下端相连接。
18.本实用新型的进一步改进在于，所述升降元件为油泵驱动式液压缸，其缸体与所述第一传动轴下端相连接，活塞杆端部与所述第二传动轴下端相连接；所述油泵驱动式液压缸其上设置有旋转接头，通过旋转接头实现与油泵间油路连通。
19.本实用新型的进一步改进在于，所述驱动源动力输出轴水平设置，所述第一传动轴垂直于水平面设置，所述第一传动轴上设置的第一锥齿轮与所述驱动源动力输出轴上设置的第二锥齿轮相啮合。
20.由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
21.本实用新型提供了一种主动钻杆正反转动力传递用快速连接与分离机构，通过升降元件驱动第二传动轴的升降，实现套筒与接头的卡接或脱离，且在驱动源驱动下，第一传动轴带动第二传动轴转动，并通过套筒与接头的卡接带动钻杆同步转动。与现有技术相比，本实用新型的连接与分离机构可以更加快速实现套筒与接头的卡接和脱离，省时省力，推广价值极大。
22.上述技术进步主要是由以下详细的技术改进所实现的：
23.第二传动轴可升降地嵌套在中空结构的第一传动轴中，操作人员仅需通过控制升降元件动作，进而驱动第二传动轴在第一驱动轴内轴向升降，同时带动套筒进行升降，以实现套筒与钻杆下端接头的卡接或脱离，与现有技术中相比，操作简单，套筒与接头的卡接或脱离更快，且劳动强度大大降低，拆装方便，极大节省施工成本。
24.当套筒与接头卡接到位后，由于第一传动轴轴向设置的滑道与多边形柱体结构的第二传动轴相适配，当第一传动轴在驱动源驱动下转动时，带动第二驱动轴同步转动，进而通过套筒与接头带动钻杆转动。接头、第二传动轴采用多边形柱体结构，既可提供正向扭矩，又可提供反向扭矩，传动效率更高、更稳定。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型所述快速连接与分离机构的结构示意图；
27.附图标记说明：
28.10-驱动源动力输出轴，11-第二锥齿轮，20-钻杆，21-接头，22-万向节联轴器，31-第一传动轴，311-第一锥齿轮，32-第二传动轴，33-升降元件，34-套筒，341-多边形孔段，342-通孔。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
30.本实用新型提供的一种主动钻杆正反转动力传递用快速连接与分离机构，根据说明书附图1可知，一种主动钻杆正反转动力传递用快速连接与分离机构，应用于钻机上，该钻机具有驱动源、钻杆20及钻杆20下端设置的接头21，驱动源可以是电机，也可以是电机与减速机构成的组合体。
31.快速连接与分离机构包括：第一传动轴31、第二传动轴32、升降元件33及套筒34。第一传动轴31为中空结构，可转动地设置在接头21下方，并在驱动源驱动下转动；第二传动轴32可升降地嵌套在第一传动轴31内，且第一传动轴31转动时可同步带动第二传动轴32转动；升降元件33设置在第一传动轴31下端，并与第二传动轴32下端相连接，用于驱动第二传动轴32升降；套筒34设置在伸出第一传动轴31的第二传动轴32上端，套筒34与接头21相适配；其中，当第二传动轴32上升时，套筒34可与接头21卡接，当第二传动轴32下降时，套筒34可与接头21脱离；
32.使用时，操作人员仅需通过控制升降元件33动作，进而驱动第二传动轴32在第一驱动轴内轴向升降，同时带动套筒34进行升降，以实现套筒34与钻杆20下端接头21的卡接或脱离。当套筒34与接头21卡接到位后，第一传动轴31在驱动源驱动下转动时，带动第二驱动轴同步转动，进而通过套筒34与接头21带动钻杆20转动。与现有技术中相比，操作简单，套筒34与接头21的卡接或脱离更快，且劳动强度大大降低，避免造成人员作业的安全隐患，拆装方便，极大节省施工成本。
33.作为一种实施例，接头21为多边形柱体结构，既可提供正向扭矩，又可提供反向扭矩，传动效率更高、更稳定。
34.本实施例中，接头21为六边形柱体结构或八边形柱体结构其中一种，优选八边形柱体结构。接头21下端设置有圆角或倒角，方便接头21卡接在套筒34内。
35.作为一种实施例，根据说明书附图1可知，接头21上端与钻杆20下端通过万向节联轴器22相连接。万向节联轴器22的使用，可以有效提高接头21的灵活性，在接头21与套筒34卡接过程中，方便操作人员根据实际情况，对接头21与钻杆20间的夹角进行微调，以更加快速完成卡接作业。
36.本实施例中，根据说明书附图1可知，套筒34上设置的多边形孔段341与接头21相适配，且多边形孔段341深度大于接头21长度。在实际施工过程中，接头21端部经常会粘连泥土等杂质，多边形孔段341深度大于接头21长度，即使接头21端部粘连泥土，也不妨碍卡接作业的进行。套筒34外表面设置有与多边形孔段341连通的通孔342，将多边形孔段341内用水清洁后，废水自通孔342排出。
37.具体地，多边形孔段341圆周方向上其中一个平面与接头21上对应的平面间距为0.2~0.3mm。
38.作为一种实施例，第二传动轴32为多边形柱体结构，第一传动轴31轴向设置有与第二传动轴32相适配的滑道。第二传动轴32采用多边形柱体结构，既可提供正向扭矩，又可提供反向扭矩，传动效率更高、更稳定。
39.作为一种实施例，第一传动轴31、第二传动轴32、接头21及钻杆20均同轴线设置，保证最大扭矩的同时，传动更稳定。
40.作为一种实施例，升降元件33为手动加压液压缸，其缸体与第一传动轴31下端相连接，活塞杆端部与第二传动轴32下端相连接。手动加压液压缸操作简便，对操作人员熟练度要求低。
41.作为一种实施例，升降元件33为油泵驱动式液压缸，其缸体与第一传动轴31下端相连接，活塞杆端部与第二传动轴32下端相连接；油泵驱动式液压缸其上设置有旋转接头21，通过旋转接头21实现与油泵间油路连通。
42.具体地，旋转接头21与钻机底盘固定连接，当第一传动轴31带动油泵驱动式液压缸同步转动时，旋转接头21可持续、稳定的向油泵驱动式液压缸内供油。
43.控制油泵的操作装置可以集成到钻机控制台，操作人员可以通过钻机上的控制台操控油泵改变对油泵驱动式液压缸的供油，实现油泵驱动式液压缸的升降。
44.作为一种实施例，升降元件33还可以采用电动液压推杆。
45.作为一种实施例，根据说明书附图1可知，驱动源动力输出轴10水平设置，可以使驱动源横向设置在钻机底盘上，布局合理，方便转运。第一传动轴31垂直于水平面设置，第一传动轴31上设置的第一锥齿轮311与驱动源动力输出轴10上设置的第二锥齿轮11相啮合。
46.需要说明的是，在本专利申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
47.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。