一种齿轮稳定座、齿轮组件以及钻机的制作方法

一种齿轮稳定座、齿轮组件以及钻机
【技术领域】
1.本实用新型涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种齿轮稳定座、齿轮组件以及钻机。


背景技术：

2.相关技术中，依据不同的应用场合，钻机可以被分为不同的类型，比如应用于地质勘探和矿产资源开发的钻探机，以及应用于非开挖施工的非开挖铺管钻机等。以非开挖铺管钻机为例，其工作时通常包括进给运动和回撤运动：其中，进给运动为推动钻杆和钻头向土层内部前进，回撤运动为拉动钻杆和钻头从土层内部撤出。
3.目前，非开挖铺管钻机一般包括导轨架、设于导轨架的齿条、与齿条啮合的齿轮、与齿轮连接的进给拖架、设于进给拖架的钻头组件和用于驱动齿轮转动的驱动马达；其中，驱动马达驱动齿轮在齿条上滚动，从而间接驱动进给拖架带动钻头组件移动，以此来实现进给运动和回撤运动。进一步地，为了降低驱动马达所传递的转速，提高齿轮的输出扭矩(相当于提高进给运动的进给力和回撤运动的回撤力)，通常会在进给拖架上设置减速机，以连接驱动马达和齿轮；其中，减速机的减速比(传动比率)既是将驱动马达所传递的转速降低的比率，也是将齿轮的输出扭矩提高的比率。由于减速机的减速比越大，减速机的尺寸越大，使得减速机的输出轴易与齿条相接触，即易对齿轮相对于齿条的滚动造成干涉，所以减速机需要通过一个支座设于进给拖架，以增大减速机的输出轴与齿条之间的距离；此时，齿轮通常会采用悬臂式齿轮。但是，悬臂式齿轮相对于齿条滚动时，容易发生偏向、摇摆和脱齿的现象，从而导致悬臂式齿轮相对于齿条滚动时的稳定性较差，进而严重影响了钻机的进给运动和回撤运动的有效进行。
4.因此，有必要对上述支座的结构进行改进。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种齿轮稳定座、齿轮组件以及钻机，旨在解决相关技术中悬臂式齿轮相对于齿条滚动时的稳定性较差，以及钻机的进给运动和回撤运动的有效性较低的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例第一方面提供了一种齿轮稳定座，应用于悬臂式齿轮；所述悬臂式齿轮包括轮齿部和与所述轮齿部连接的转轴；所述齿轮稳定座包括滚动轴承和具有容置腔的外壳，所述滚动轴承设于所述容置腔，所述滚动轴承的外圈抵接于所述外壳的内壁，所述滚动轴承的内圈用于套设于所述转轴，且当所述滚动轴承的内圈套设于所述转轴时，所述滚动轴承的内圈随所述转轴同步转动。
7.本实用新型实施例第二方面提供了一种齿轮组件，包括悬臂式齿轮和如本实用新型实施例第一方面所述的齿轮稳定座；所述悬臂式齿轮包括轮齿部和与所述轮齿部连接的转轴，所述转轴设于所述容置腔且穿过所述滚动轴承，所述轮齿部暴露于外部空间，所述转轴远离所述轮齿部的一端穿出所述外壳以暴露于外部空间。
8.本实用新型实施例第三方面提供了一种钻机，包括如本实用新型实施例第二方面所述的齿轮组件。
9.从上述描述可知，与相关技术相比，本实用新型的有益效果在于：
10.当需要使用悬臂式齿轮时，可以先将转轴依次穿过外壳的一端、滚动轴承和外壳相对的另一端，以使转轴置于容置腔、滚动轴承的内圈套设于转轴和轮齿部暴露于外部空间；再向转轴远离轮齿部的一端施加驱动力，以使转轴带动轮齿部转动(当与轮齿部啮合的啮合件为齿条时，转轴会带动轮齿部在齿条上滚动)。在此过程中，由于滚动轴承的内圈套设于转轴、外圈抵接于外壳的内壁，所以外壳的内壁会对滚动轴承进行支撑，使得滚动轴承能够对转轴起到导正作用，也即使得转轴始终与滚动轴承和外壳同轴，从而限制了转轴带动轮齿部转动时的偏向和摇摆，以及轮齿部的脱齿，进而能够有效地提升悬臂式齿轮相对于齿条滚动时的稳定性，以及钻机的进给运动和回撤运动的有效性。
【附图说明】
11.为了更清楚地说明相关技术或本实用新型实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本实用新型实施例的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，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本实用新型实施例提供的悬臂式齿轮的结构示意图；
13.图2为本实用新型实施例提供的齿轮稳定座的剖面示意图；
14.图3为本实用新型实施例提供的图2中a处的局部放大示意图；
15.图4为本实用新型实施例提供的钻机的剖面示意图。
【具体实施方式】
16.为了使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例以及相应的附图，对本实用新型进行清楚、完整地描述，其中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是，下面所描述的本实用新型的各个实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，也即基于本实用新型的各个实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，下面所描述的本实用新型的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
17.在相关技术中，通常会在非开挖铺管钻机的进给拖架上设置减速机，以连接驱动马达和齿轮；然而，由于减速机的减速比越大，减速机的尺寸越大，使得减速机的输出轴易与齿条相接触(齿条与齿轮啮合)，即易对齿轮相对于齿条的滚动造成干涉，所以减速机需要通过一个支座设于进给拖架，以增大减速机的输出轴与齿条之间的距离(此时，齿轮一般会采用悬臂式齿轮)；但是，悬臂式齿轮相对于齿条滚动时，容易发生偏向、摇摆和脱齿的现象，从而导致悬臂式齿轮相对于齿条滚动时的稳定性较差，进而严重影响了钻机的进给运动和回撤运动的有效进行。为此，本实用新型实施例提供了一种齿轮稳定座，该齿轮稳定座可以应用于悬臂式齿轮，该齿轮稳定座和悬臂式齿轮共同构成的齿轮组件可以应用于使用悬臂式齿轮的任何机械，比如钻机、起重机和装载机等；其中，钻机可以包括但不限于非开
挖施工中的非开挖铺管钻机。
18.请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的悬臂式齿轮的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的齿轮稳定座的剖面示意图。
19.如图1所示，本实用新型实施例提供的齿轮稳定座2应用于悬臂式齿轮1，该悬臂式齿轮1包括轮齿部11和与轮齿部11连接的转轴12。可以理解，轮齿部11用于与其他啮合件相啮合，以实现轮齿部11与相应啮合件之间的机械传动；其中，啮合件可以包括但不限于齿条和齿轮。当向转轴12施加驱动力以使转轴12转动时，转轴12会带动轮齿部11同步转动。
20.如图2所示，本实用新型实施例提供的齿轮稳定座2包括滚动轴承21和具有容置腔221的外壳22；其中，滚动轴承21设于容置腔221，滚动轴承21的外圈抵接于外壳22的内壁，滚动轴承21的内圈用于套设于转轴12。可以理解，当滚动轴承21的内圈套设于转轴12，且向转轴12施加驱动力以使转轴12转动时，滚动轴承21的内圈会随转轴12同步转动。
21.在实际应用中，当需要使用悬臂式齿轮1时，可以先将转轴12依次穿过外壳22的一端、滚动轴承21和外壳22相对的另一端，以使转轴12置于容置腔221、滚动轴承21的内圈套设于转轴12和轮齿部11暴露于外部空间；再向转轴12远离轮齿部11的一端施加驱动力，以使转轴12带动轮齿部11转动；并且，当与轮齿部11啮合的啮合件为齿条时，转轴12会带动轮齿部11在齿条上滚动。
22.对于上述过程，由于滚动轴承21的内圈套设于转轴12、外圈抵接于外壳22的内壁，所以外壳22的内壁会对滚动轴承21进行支撑，使得滚动轴承21能够对转轴12起到导正作用，也即使得转轴12始终与滚动轴承21和外壳22同轴，从而限制了转轴12带动轮齿部11转动时的偏向和摇摆，以及防止了轮齿部11发生脱齿现象(即从齿条上脱离)，进而能够有效地提升悬臂式齿轮1相对于齿条滚动时的稳定性。此外，背景技术中提到，由于悬臂式齿轮相对于齿条滚动时，容易发生偏向、摇摆和脱齿的现象，从而严重影响了钻机的进给运动和回撤运动的有效进行；由此可以看出，本实用新型实施例还能够有效地提升钻机的进给运动和回撤运动的有效性。
23.在一些实施例中，仍然参阅图2，滚动轴承21可以包括n个；其中，n为大于或等于2的正整数。可以理解，图2仅作为一种示例，其示出了滚动轴承21包括两个的情况。
24.对于该实施例，为了防止各滚动轴承21之间的相互干涉，n个滚动轴承21可以相互间隔设置；而且，为了进一步保证悬臂式齿轮1相对于齿条滚动时的稳定性，n个滚动轴承21可以同轴设置(由于n个滚动轴承21的内圈均用于套设于转轴12，所以n个滚动轴承21可以与转轴12同轴；此时，转轴12的轴线为直线)。
25.作为一种实施方式，齿轮稳定座2还可以包括n-1个内隔离套23和n-1个外隔离套24；其中，任意相邻的两个滚动轴承21之间均设有一个内隔离套23和一个外隔离套24，内隔离套23相对的两端分别抵接于相应的两个相邻的滚动轴承21的内圈，外隔离套24相对的两端分别抵接于相应的两个相邻的滚动轴承21的外圈；而且，由于n个滚动轴承21的内圈均用于套设于转轴12，即转轴12需要穿过n个滚动轴承21，所以位于各滚动轴承21之间且与相应滚动轴承21的内圈抵接的n-1个内隔离套23也需要套设于转轴12。可以理解，该实施方式通过在任意相邻的两个滚动轴承21之间设置内隔离套23和外隔离套24的方式，保证了n个滚动轴承21之间的相互间隔，防止了各滚动轴承21之间的相互干涉。
26.对于该实施方式，由于内隔离套23相对的两端分别抵接于相应的两个相邻的滚动
轴承21的内圈，外隔离套24相对的两端分别抵接于相应的两个相邻的滚动轴承21的外圈，所以任意相邻的两个滚动轴承21之间的内隔离套23与外隔离套24也是相互间隔的。如此设置，能够保证内隔离套23和外隔离套24不会影响滚动轴承21的内、外圈的相对转动，即能够保证滚动轴承21的工作性能。
27.当然，也并非仅限于此，在其他实施方式中，外壳22的内壁可以形成有n个相互间隔且环绕外壳22的轴线延伸的放置槽；基于此，可以将n个滚动轴承21分别放置在n个放置槽内，使得滚动轴承21的外缘与相应放置槽的槽壁抵接，以此来保证n个滚动轴承21之间的相互间隔，防止各滚动轴承21之间的相互干涉。
28.应当理解的是，上述实施方式仅作为本实用新型实施例的优选实现，并非是本实用新型实施例对滚动轴承21的数量，以及n个滚动轴承21之间的相互间隔的方式的唯一限定；对此，本领域技术人员可以在本实用新型实施例的基础上，根据实际应用场景进行灵活设定。
29.在一些实施例中，仍然参阅图2，任意相邻的两个滚动轴承21和其间的内隔离套23、外隔离套24围合形成润滑仓25；基于此，外隔离套24可以具有连通相应润滑仓25的润滑通道241，外壳22可以具有连通各润滑通道241与外部空间的至少一个注油孔(图中未示出)。可以理解，当外壳22具有一个注油孔时，该一个注油孔同时连通n-1个润滑通道241与外部空间；当外壳22具有n-1个注油孔时，该n-1个注油孔分别连通n-1个润滑通道241与外部空间，即一个注油孔连通一个润滑通道241与外部空间；当外壳22所具有的注油孔的数量小于n-1个时，一个注油孔可以连通一个或多个润滑通道241，以此来实现n-1个润滑通道241与外部空间的连通。
30.在实际应用中，可以通过外壳22所具有的至少一个注油孔和n-1个润滑通道241，向n-1个润滑仓25内压注润滑脂/润滑油(比如黄油等)，使得n-1个润滑仓25内的润滑脂/润滑油与相应的滚动轴承21接触，以此来实现对n个滚动轴承21的润滑，提升各滚动轴承21工作时的稳定性和可靠性。
31.作为一种实施方式，请进一步参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的图2中a处的局部放大示意图；润滑通道241可以包括自外隔离套24的外侧向内凹陷且环绕外隔离套24的轴线延伸的凹槽2411，以及自凹槽2411靠近相应润滑仓25的槽壁向相应润滑仓25的方向贯穿的至少一个第一通孔2412。其中，外隔离套24的外侧为外隔离套24远离相应润滑仓25的一侧；凹槽2411的首端和尾端可以相互间隔，也可以相互连接。
32.对于该实施方式，从外壳22所具有的至少一个注油孔进入的润滑脂/润滑油会经过各外隔离套24上的凹槽2411和至少一个第一通孔2412流入相应润滑仓25，并对相应的滚动轴承21进行润滑。在该实施方式中，将凹槽2411和相应至少一个第一通孔2412看作一组，那么在一个外隔离套24上，也可以设置多组凹槽2411和相应至少一个第一通孔2412，以构成润滑通道241。
33.作为另一种实施方式，润滑通道241可以包括自外隔离套24的外侧向内贯穿且环绕外隔离套24的轴线延伸的进油口。其中，进油口的首端和尾端可以相互间隔，也可以相互连接。
34.对于该实施方式，从外壳22所具有的至少一个注油孔进入的润滑脂/润滑油会经过各外隔离套24上的进油口流入相应润滑仓25，并对相应的滚动轴承21进行润滑。在该实
施方式中，一个外隔离套24上也可以设置多个相互间隔的进油口，以构成润滑通道241。
35.作为又一种实施方式，润滑通道241可以包括自外隔离套24的外侧向内贯穿且环绕外隔离套24的轴线间隔排布的多个进油孔，或者可以包括自外隔离套24的外侧向内贯穿且呈不规则分布的多个进油孔。
36.对于该实施方式，从外壳22所具有的至少一个注油孔进入的润滑脂/润滑油会经过各外隔离套24上的多个进油孔流入相应润滑仓25，并对相应的滚动轴承21进行润滑。在该实施方式中，将环绕外隔离套24的轴线间隔排布的多个进油孔看作一组，那么在一个外隔离套24上，也可以设置多组环绕外隔离套24的轴线间隔排布的多个进油孔，以构成润滑通道241。
37.应当理解的是，上述实施方式仅作为本实用新型实施例的优选实现，并非是本实用新型实施例对润滑通道241的具体构成的唯一限定；对此，本领域技术人员可以在本实用新型实施例的基础上，根据实际应用场景进行灵活设定。
38.在一些实施例中，仍然参阅图2，外壳22可以包括端盖222和中空的壳体223；其中，端盖222设于壳体223的一端，端盖222的侧壁抵接于壳体223的内壁，端盖222与壳体223围合形成前文所述的容置腔221，端盖222具有连通容置腔221的第二通孔2221，壳体223远离端盖222的一端具有连通容置腔221的开口2231。可以理解，第二通孔2221用于供转轴12远离轮齿部11的一端伸入容置腔221，开口2231用于供转轴12远离轮齿部11的一端穿出容置腔221，以使转轴12置于容置腔221；而且，第二通孔2221与转轴12之间需要留有间隙，以防止对转轴12的转动造成影响。
39.进一步地，端盖222的内侧可以抵接于远离开口2231的滚动轴承21的外圈，端盖222的侧壁与壳体223的内壁之间可以设有密封圈(图中未示出)，端盖222与远离开口2231的滚动轴承21之间的间隙可以设有油封(图中未示出)，比如骨架油封等。
40.对于该实施例，端盖222的内侧抵接于远离开口2231的滚动轴承21的外圈，而不抵接于远离开口2231的滚动轴承21的内圈，以防止端盖222对远离开口2231的滚动轴承21的内圈的转动造成影响。在端盖222的侧壁与壳体223的内壁之间设置密封圈，以及在端盖222与远离开口2231的滚动轴承21之间的间隙设置油封的目的均是，防止各润滑仓25中的润滑脂/润滑油经由端盖222渗透至外部空间。
41.在一些实施例中，仍然参阅图2，壳体223靠近开口2231的内壁可以形成有向容置腔221的中部区域延伸的至少一个限位部2232，该至少一个限位部2232远离开口2231的一侧抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。可以理解，在对外壳22和n个滚动轴承21进行装配时，上述至少一个限位部2232具有对靠近开口2231的滚动轴承21的安装位置进行限定的作用；而且，当靠近开口2231的滚动轴承21的安装位置被限定后，其他n-1个滚动轴承21的安装位置也会相继被限定。
42.作为一种实施方式，上述至少一个限位部2232可以包括自壳体223靠近开口2231的内壁向壳体223内凹陷且环绕壳体223的轴线延伸的安装槽，以及设置在安装槽内的弹性挡圈；其中，弹性挡圈靠近容置腔221的中部区域的一侧伸出安装槽，以抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。
43.作为另一种实施方式，上述至少一个限位部2232可以包括自壳体223靠近开口2231的内壁向容置腔221的中部区域延伸且环绕壳体223的轴线延伸的阻隔部，该阻隔部远
离开口2231的一侧抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。
44.作为又一种实施方式，上述至少一个限位部2232可以包括自壳体223靠近开口2231的内壁向容置腔221的中部区域延伸且环绕壳体223的轴线间隔排布的多个阻隔部，多个阻隔部远离开口2231的一侧均抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。
45.应当理解的是，上述实施方式仅作为本实用新型实施例的优选实现，并非是本实用新型实施例对上述至少一个限位部2232的具体构成的唯一限定；对此，本领域技术人员可以在本实用新型实施例的基础上，根据实际应用场景进行灵活设定。
46.在一些实施例中，仍然参阅图2，转轴12远离轮齿部11的侧壁可以形成有向远离转轴12的方向延伸的至少一个悬挂部121，该至少一个悬挂部121靠近轮齿部11的一侧用于抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。可以理解，当n个滚动轴承21均套设于转轴12时，转轴12会通过上述至少一个悬挂部121与靠近开口2231的滚动轴承21之间的抵接作用，悬挂在靠近开口2231的滚动轴承21上，以防止转轴12脱离出n个滚动轴承21，即防止转轴12脱离出容置腔221。
47.作为一种实施方式，请结合图1，上述至少一个悬挂部121可以包括自转轴12远离轮齿部11的侧壁向转轴12内凹陷且环绕转轴12的轴线延伸的容纳槽，以及设置在容纳槽内的弹性挡圈；其中，弹性挡圈远离转轴12的一侧伸出容纳槽，以用于抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。
48.作为另一种实施方式，上述至少一个悬挂部121可以包括自转轴12远离轮齿部11的侧壁向远离转轴12的方向延伸且环绕转轴12的轴线延伸的抵持部，该抵持部靠近轮齿部11的一侧用于抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。
49.作为又一种实施方式，上述至少一个悬挂部121可以包括自转轴12远离轮齿部11的侧壁向远离转轴12的方向延伸且环绕转轴12的轴线间隔排布的多个抵持部，多个抵持部靠近轮齿部11的一侧均用于抵接于靠近开口2231的滚动轴承21。
50.应当理解的是，上述实施方式仅作为本实用新型实施例的优选实现，并非是本实用新型实施例对上述至少一个悬挂部121的具体构成的唯一限定；对此，本领域技术人员可以在本实用新型实施例的基础上，根据实际应用场景进行灵活设定。
51.前文中提到，齿轮稳定座和悬臂式齿轮共同构成的齿轮组件可以应用于使用悬臂式齿轮的任何机械。因此，本实用新型实施例还提供了一种齿轮组件，包括悬臂式齿轮1和本实用新型实施例提供的齿轮稳定座2；其中，悬臂式齿轮1的转轴12设于容置腔221且穿过滚动轴承21，悬臂式齿轮1的轮齿部11暴露于外部空间，悬臂式齿轮1的转轴12远离轮齿部11的一端穿出外壳22以暴露于外部空间。可以理解，悬臂式齿轮1的轮齿部11暴露于外部空间的目的在于，方便轮齿部11与其他啮合件(比如齿条和齿轮等)相啮合，以实现轮齿部11与相应啮合件之间的机械传动；悬臂式齿轮1的转轴12远离轮齿部11的一端暴露于外部空间的目的在于，方便为转轴12远离轮齿部11的一端施加驱动力，以使转轴12带动轮齿部11转动，进而实现轮齿部11与相应啮合件之间的机械传动。
52.请进一步参阅图4，图4为本实用新型实施例提供的钻机的剖面示意图。
53.如图4所示，本实用新型实施例还提供了一种钻机，包括钻头组件(图中未示出)、减速机构3、驱动机构4、啮合件5、导轨架6、进给拖架7和本实用新型实施例提供的齿轮组件(即悬臂式齿轮1和齿轮稳定座2)；其中，减速机构3设于壳体223具有开口2231的一侧，且与
转轴12远离轮齿部11的一端驱动连接，驱动机构4设于减速机构3远离壳体223的一端，且与减速机构3驱动连接，啮合件5设于导轨架6且与轮齿部11啮合，壳体223和钻头组件均设于进给拖架7。
54.对于该实施例，啮合件5采用齿条。在实际应用中，驱动机构4通过减速机构3驱动转轴12带动轮齿部11在齿条上滚动，从而间接驱动壳体223带动进给拖架7和设于进给拖架7的钻头组件在轮齿部11的滚动方向上往复移动，以此来实现钻机的进给运动和回撤运动。可以理解，由于在本实用新型实施例提供的齿轮组件中，悬臂式齿轮1相对于齿条滚动时，不易发生偏向、摇摆和脱齿的现象，所以悬臂式齿轮1相对于齿条滚动时的稳定性更高，从而能够有效地提升钻机的进给运动和回撤运动的有效性。
55.需要说明的是，本实用新型内容中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
56.还需要说明的是，在本实用新型内容中，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。
57.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型内容。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本实用新型内容中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型内容的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型内容将不会被限制于本实用新型内容所示的这些实施例，而是要符合与本实用新型内容所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。