高低速切换动力装置的制作方法

1.本实用新型属于工程机械技术领域，更具体地说，是涉及一种高低速切换动力装置。


背景技术：

2.在地铁等建筑施工中，设置于岩土中的桩和与桩顶联结的承台共同组成的基础或者由柱与桩直接联结的单桩基础一般称为桩基，组织实施这个桩基的施工过程叫桩基工程，而旋挖钻机则是桩基工程中常用的一种施工机械。目前现有的钻机的动力输出通常由低速或者高速马达驱动，单独的低速或者高速马达在工作时自身均存在扭矩输出范围，因此钻机在建筑施工过程中仅能满足单个工序施工时的回转要求，导致钻机存在着功能单一工作适应性差的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种高低速切换动力装置，旨在解决现有的钻机存在中仅能满足单个工序施工时的回转要求工作适应性差的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种高低速切换动力装置，用于为为钻机的钻头提供动力，包括：
5.回转头箱体，内部为中空结构；
6.输出主轴，转动设置在所述回转头箱体内，且贯穿所述回转头箱体的侧壁上的中心孔设置，所述输出主轴的驱动端位于所述回转头箱体的两侧；
7.主轴驱动齿轮，套装在所述输出主轴外部，且位于回转头箱体内；
8.高速齿轮和高速动力单元，所述高速齿轮转动设置在所述回转头箱体内且与主轴驱动齿轮相互啮合，所述高速动力单元的驱动端与高速齿轮相连；
9.低速马达齿轮与滑动轴，所述低速马达齿轮也转动设置在回转头箱体内且与主轴驱动齿轮相互啮合，所述滑动轴与所述低速马达齿轮同轴心设置用于驱动所述低速马达齿轮转动，且所述滑动轴可沿低速马达齿轮的轴向滑动；
10.低速动力单元，设置在所述回转头箱体的外部，且低速动力单元的驱动端与滑动轴的第一端拆卸连接，用于驱动滑动轴与低速马达齿轮转动；
11.推拉伸缩单元，设置在所述回转头箱体上，所述推拉伸缩单元的驱动端与所述滑动轴的第二端转动连接，用于驱动所述滑动轴沿轴心方向往复运动。
12.在一种可能的实现方式中，所述滑动轴的第一端部还设置有用于与所述低速动力单元的驱动端拆卸连接的连接花键套，所述低速动力单元的驱动端设置有与所述连接花键套相互匹配的花键轴部。
13.在一种可能的实现方式中，所述滑动轴的第二端部设置有用于将滑动轴与所述推拉切换单元相连的转动连接结构。
14.在一种可能的实现方式中，所述转动连接结构包括设置在所述推拉伸缩单元驱动
端上的连接块体、设置在所述连接块体上用于容纳滑动轴第二端部的安装容纳孔、以及设置在所述滑动轴与安装容纳孔的侧壁之间的转动轴承，所述滑动轴通过转动轴承卡装在安装容纳孔内。
15.在一种可能的实现方式中，所述推拉伸缩单元为设置在所述回转头箱体外且与滑动轴同轴心设置的驱动液压油缸。
16.在一种可能的实现方式中，所述低速马达齿轮上设置有用于容纳所述滑动轴的滑动孔，所述滑动孔的内壁上还设置有沿所述滑动孔轴向设置的滑动凹槽，所述滑动轴的周圈也设置有驱动凸块。
17.在一种可能的实现方式中，所述输出主轴位于回转头箱体外部的端部处还设置有用于与钻头柄连接的伸缩补偿单元。
18.在一种可能的实现方式中，所述伸缩补偿单元包括用于与钻头柄连接的主轴体部、设置在所述主轴体部靠近所述输出主轴一端上的连接套筒、以及设置在所述主轴体部与所述输出主轴之间的限位连接件，所述连接套筒滑动套装在输出主轴端部处其可随输出主轴一同转动。
19.在一种可能的实现方式中，所述连接套筒也为花键套，所述输出主轴的端部也设置有与连接套筒配合的花键轴部。
20.本实用新型提供的高低速切换动力装置的有益效果在于：与现有技术相比，通过在回转头箱体内部转动设置有输出主轴，在输出主轴上还设置有主轴驱动齿轮。在回转头箱体内部还设置有均与主轴驱动齿轮啮合的高速齿轮与低速马达齿轮。其中，高速齿轮通过高速动力单元进行驱动，低速马达齿轮通过一个可沿低速马达齿轮轴心方向滑动的滑动轴进行驱动，并可以通过推拉伸缩单元推动滑动轴的滑动来实现滑动轴与低速动力单元的连接与断开，在滑动轴与低速动力单元连接时高速动力单元不工作通过低速动力单元与输出主轴输出动力。本实用新型高低速切换动力装置，可以通过推拉伸缩单元推动滑动轴的运动来实现高速驱动与低速驱动之间的切换。针对于中小型多功能、多工法钻机对于动力头扭矩5000
‑‑
10000nm、回转速度1200rpm
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500rpm性能要求，大大提高了回转头的变速范围，提高多个高速或低速马达同时驱动的应用范围。使得一台配备本高低速马达同驱动力装置的钻机，可以完成勘探、水井、锚固、旋喷、采矿、微桩等多工法施工建设，使钻机的功能更多适应面更广泛。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的高低速切换动力装置的结构图；
23.图2为本实用新型实施例提供的高低速切换动力装置的剖视结构图。
24.图中：1、回转头箱体；2、输出主轴；3、主轴驱动齿轮；4、高速齿轮；5、高速动力单元；6、低速马达齿轮；7、滑动轴；8、低速动力单元；9、推拉伸缩单元；10、连接花键套；11、连接块体；12、转动轴承；13、伸缩补偿单元。
具体实施方式
25.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体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。
26.请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的高低速切换动力装置进行说明。高低速切换动力装置，包括回转头箱体1、输出主轴2、主轴驱动齿轮3、高速齿轮4、高速动力单元5、低速马达齿轮6、滑动轴7、低速动力单元8与推拉伸缩单元9。回转头箱体1内部为中空结构；输出主轴2转动设置在回转头箱体1上，且贯穿回转头箱体1的侧壁上的中心孔设置，输出主轴2的驱动端位于回转头箱体1的两侧；主轴驱动齿轮3套装在输出主轴2外部，且位于回转头箱体1内；高速齿轮4转动设置在回转头箱体1内且与主轴驱动齿轮3相互啮合，高速动力单元5的驱动端与高速齿轮4相连；低速马达齿轮6也转动设置在回转头箱体1内且与主轴驱动齿轮3相互啮合，滑动轴7与低速马达齿轮6同轴心设置用于驱动低速马达齿轮6转动，且滑动轴7可沿低速马达齿轮6的轴向滑动；设置在回转头箱体1的外部，且低速动力单元8的驱动端与滑动轴7的第一端拆卸连接，用于驱动滑动轴7与低速马达齿轮6转动；推拉伸缩单元9设置在回转头箱体1上，推拉伸缩单元9的驱动端与滑动轴7的第二端转动连接，用于驱动滑动轴7沿滑动轴7自身的轴心方向往复运动。
27.本实施例提供的高低速切换动力装置，与现有技术相比，通过在回转头箱体1内部转动设置有输出主轴2，在输出主轴2上还设置有主轴驱动齿轮3。在回转头箱体1内部还设置有均与主轴驱动齿轮3啮合的高速齿轮4与低速马达齿轮6。其中，高速齿轮4通过高速动力单元5进行驱动，低速马达齿轮6通过一个可沿低速马达齿轮6轴心方向滑动的滑动轴7进行驱动，并可以通过推拉伸缩单元9推动滑动轴7的滑动来实现滑动轴7与低速动力单元8的连接与断开，在滑动轴7与低速动力单元8连接时高速动力单元5不工作通过低速动力单元8与输出主轴2输出动力。本实用新型高低速切换动力装置，可以通过推拉伸缩单元9推动滑动轴7的运动来实现高速驱动与低速驱动之间的切换。针对于中小型多功能、多功法钻机对于动力头扭矩5000
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10000nm、回转速度1200rpm
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500rpm性能要求，大大提高了回转头的变速范围，提高多个高速或低速马达同时驱动的应用范围。使得一台配备本高低速马达同驱动力装置的钻机，可以完成勘探、水井、锚固、旋喷、采矿、微桩等多工法施工建设，使钻机的功能更多适应面更广泛。
28.需要说明的是，为了输出主轴2驱动的更加方便，作为优选的一种方式，主轴驱动齿轮3、高速齿轮4以及低速马达齿轮6与滑动轴7的转动轴心均相互平行设置。当然也可以不是平行设置，主轴驱动齿轮3、高速齿轮4或低速马达齿轮6采用伞齿轮或者锥形齿轮即可实现，但是采用平行设置的方式可以更节省体积。为了更加节省安装空间，高速齿轮4与低速马达齿轮6分别位于输出主轴2的两侧。
29.在一些实施例中，如图1及图2所示结构。为了使滑动轴7的第一端与低速动力单元8可以实现拆卸连接，滑动轴7的第一端部还设置有用于与低速动力单元8的驱动端拆卸连接的连接花键套10，低速动力单元8的驱动端设置有与连接花键套10相互匹配的花键轴部。具体的，连接花键套10与低速动力单元8的驱动端同轴心设置，在推拉伸缩单元9的推动下可以使连接花键套10安装在低速动力单元8的驱动端上，在低速动力单元8转动时可以通过连接花键套10与花键轴的配合来驱动滑动轴7一同转动，连接花键套10与花键轴的设置也
使连接花键套10与低速动力单元8的驱动端之间可以在沿滑动轴7的轴心方向上自由滑动，方便两者的连接与脱离。
30.可选的，低速动力单元8采用低速摆线马达，可以在低速摆线马达的转动轴端部直接加工有与连接花键套10匹配的花纹凹槽用于形成花键轴部。也可以选择在低速摆线马达的转动轴端部直接通过法兰盘与螺钉将一个单独花键轴固定在低速摆线马达输出轴的端部处，这样可以使后期的拆卸与维护更加方便。
31.为了使滑动轴7在转动的同时还能与推拉切换单元的驱动端连接，如图2所示的结构，滑动轴7的第二端部设置有用于将滑动轴7与推拉切换单元相连的转动连接结构。使滑动轴7在低速动力单元8的驱动下转动时还能与推拉切换单元的驱动端实现连接，可以使推拉切换单元驱动滑动轴7往复滑动更加简单方便。
32.在一些实施例中，上述特征转动连接结构可以采用如图2所示的结构，请参阅图2，转动连接结构包括设置在推拉伸缩单元9驱动端上的连接块体11、设置在连接块体11上用于容纳滑动轴7第二端部的安装容纳孔、以及设置在滑动轴7与安装容纳孔的侧壁之间的转动轴承12，滑动轴7通过转动轴承12卡装在安装容纳孔内。具体的，通过滑动轴7与转动轴承12卡装在连接块体11上的安装容纳孔内部，可以在滑动轴7自由转动的前提下还可以实现推拉伸缩单元9驱动端与滑动轴7的连接，使滑动轴7可以在推拉伸缩单元9的驱动下沿自身的轴向自由的滑动与伸缩。
33.可选的，推拉伸缩单元9的驱动端可以通过螺纹与连接块体11相连，在连接块体11上设置螺纹孔，在推拉伸缩单元9的驱动端上加工螺纹，使连接更方便。
34.如图2所示，在上述转动连接结构的基础上，在安装容纳孔的口部还设置有用于卡装转动轴承12的防脱环片，防脱环片上设置有直径小于转动轴承12直径但是大于滑动轴7直径的过孔，防脱环片通过螺钉固定在连接块体11的侧面上。当然，防脱环片也可以与连接块体11为一体结构，需要连接块体11设计为分体结构，连接块体11的两部分通过螺钉相互连接固定，这样就可以保证转动轴承12安装。
35.在一些实施例中，如图2所示，推拉伸缩单元9为设置在回转头箱体1外且与滑动轴7同轴心设置的驱动液压油缸。采用液压的方式驱动滑动轴7的运动，来实现滑动轴7的第一端与低速动力单元8的连接与断开，可更便捷的实现控制。
36.为了保证滑动轴7与低速马达齿轮6在可相对滑动的同时还能同时转动，如图2所示，低速马达齿轮6上设置有用于容纳滑动轴7的滑动孔，滑动孔的内壁上还设置有沿滑动孔轴向设置的滑动凹槽，滑动轴7的周圈也设置有驱动凸块。在滑动轴7安装到滑动孔内部后滑动轴7上的驱动凸块相应的卡装到滑动凹槽内。其中，在滑动孔轴心方向上，驱动凸块可沿滑动凹槽滑动，当滑动轴7绕自身轴心转动时驱动凸块会推动低速马达齿轮6一同转动，使滑动轴7的安装更简单方便。
37.可选的，驱动凸块可以选择与滑动轴7为一体结构，也可以选择与滑动轴7为分体结构，在滑动轴7上也设置有与滑动凹槽平行设置的第二滑动凹槽，驱动凸块位于滑动轴7与滑动孔的侧壁之间，驱动凸块的一端卡装在滑动凹槽内另一端卡装在第二滑动凹槽，使驱动凸块的安装更方便，同时也使维护更方便。
38.作为一种优选的方式，低速马达齿轮6通过轴承转动安装到回转头箱体1的内壁上的安装位置处，低速马达齿轮6的两侧均设置有用于安装轴承的凸台。具体的，低速马达齿
轮6采用此种安装方式，使低速马达齿轮6的安装更稳固可靠。
39.在一些实施例中，如图2所示，输出主轴2位于回转头箱体1外部的端部处还设置有用于与钻头柄连接的伸缩补偿单元13。伸缩补偿单元13的设置可以在输出主轴2钻头柄连接时进行距离上的微调，使钻头的安装更方便。并且伸缩补偿单元13拆卸设置在输出主轴2端部，可以根据钻头种类来更换相应伸缩补偿单元13。
40.上述特征伸缩补偿单元13可以采用如图2所示结构。请参见图2，伸缩补偿单元13包括用于与钻头柄连接的主轴体部、设置在主轴体部靠近输出主轴2一端上的连接套筒、以及设置在主轴体部与输出主轴2之间的限位连接件，连接套筒滑动套装在输出主轴2端部处其可随输出主轴2一同转动。具体的，可以通过连接套筒的滑动来调节主轴体部与输出主轴2端面的之间的距离，从而实现输出主轴2整体长度的局部调整，使输出主轴2与钻头柄的安装更加方便也更加灵活。
41.具体的，如图2所示，连接套筒也为花键套，输出主轴2的端部也设置有与连接套筒配合的花键轴部。通过花键套与花键轴的配合可以实现连接套筒随主输出轴一同转动的，使伸缩补偿单元13的调节更加简单方便。
42.可选的，花键轴部可以是在输出主轴2的端部直接加工有与连接花键套10匹配的花纹凹槽用于形成花键轴部。也可以选择在输出主轴2的端部直接通过法兰盘与螺钉将一个单独花键轴固定在低速摆线马达输出轴的端部处。
43.在一些实施例中，如图2所示，高速齿轮4通过轴承转动安装到回转头箱体1的内壁上的安装位置处，高速齿轮4的两侧均设置有用于安装轴承的凸台。高速动力单元5的驱动轴直接与高速齿轮4的侧面连接。并且作为一种优选的实施方式，高速动力单元5可以采用高速斜轴柱塞马达，使高速动力单元5布置更灵活。
44.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。