《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》是徐州徐工基礎工程機械有限公司於2015年5月11日申請的發明專利，該專利的申請號為2015102375552，公布號為CN104790871A，授權公布日為2015年7月22日，發明人是張繼光、羅菊、朱海港、孫余、瞿斌、范強勝，該發明涉及鑽孔機械設備領域。
《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》的動力頭包括：驅動裝置和傳動裝置，傳動裝置包括輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸，輸入軸與驅動裝置驅動連線，第一輸出軸用於與旋挖鑽機的鑽桿驅動連線，第二輸出軸用於與旋挖鑽機的套管驅動器驅動連線，第二輸出軸具有第一狀態，在第一狀態，當驅動裝置驅動輸入軸轉動時，第二輸出軸的輸出轉矩大於第一輸出軸的輸出轉矩。該動力頭可以在需要進行全套管埋設時，使第二輸出軸處於第一狀態，輸出比驅動鑽桿時的輸出轉矩更大的輸出扭矩以驅動套管驅動器，從而可以利用旋挖鑽機自有功能順利地埋設套管，並能實現較高的施工效率。
2019年7月15日，《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》獲第十一屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
（概述圖為《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名： 旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機
- 申請人：徐州徐工基礎工程機械有限公司
- 申請號：2015102375552
- 公布號：CN104790871A
- 發明人：張繼光、羅菊、朱海港、孫余、瞿斌、范強勝
- 授權日：2015年7月22日
- 申請日：2015年5月11日
- 地址：江蘇省徐州市經濟開發區馱藍山路36號
- Int.Cl.：E21B4/00（2006.01）
- 代理機構：中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
- 代理人：劉志強
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
旋挖鑽機以其高效、快捷、環保、成孔質量高等優勢在建設工程中得到迅速地推廣和套用。旋挖鑽機配合不同的鑽具，能適應大部分地區的土層及軟硬層施工。旋挖鑽機的鑽進方式一般採用靜態泥漿護壁的濕式旋挖工法和不用穩定液的乾式旋挖工法。對於地區軟土、海相淤泥層及一些特殊地層，則需要全套管旋挖工法施工。
全套管旋挖工法施工有利於旋挖鑽機提高鑽進效率，保證鑽孔質量，並且混凝土澆注後的樁體不容易發生縮頸、漏筋、樁身混凝土離析等質量問題。隨著全套管旋挖工法的套用越來越成熟，全套管旋挖工法不斷得到推廣，尤其是一些歐洲市場，幾乎全部採用全套管旋挖工法進行旋挖施工。全套管旋挖工法與濕式旋挖工法和乾式旋挖鑽工法的不同之處在於護壁採用鋼質套筒或鋼質套筒與靜態泥漿護壁結合，因此提高了旋挖鑽機對地層的適應性。
全套管埋設為全套管旋挖工法的核心內容。全套管埋設的方法2015年5月前主要有三種，分別是旋挖鑽機自有功能埋設、利用搓管機埋設和利用履帶吊與振動錘配合埋設。
利用旋挖鑽機自有功能埋設是利用旋挖鑽機的動力頭的輸出扭矩，以加壓油缸控制套管的提升與下壓來實現全套管埋設。利用旋挖鑽機自有功能埋設全套管的過程中所需輔助設備較少、施工效率較高，是2015年5月前最為經濟、最為方便的一種全套管埋設方式。
但是，利用旋挖鑽機自有功能埋設套管需要動力頭有足夠大的輸出扭矩。對於小型旋挖鑽機和大孔徑鑽進來說，採用旋挖鑽機的動力頭自身的輸出扭矩埋設套管時，存在施工效率不理想、設備損壞程度較大，甚至無法實現套管驅動的問題。
發明內容
專利目的
《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》的目的在於提供一種旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機，該動力頭可以輸出比驅動鑽桿時的輸出轉矩更大的輸出扭矩，從而可以利用旋挖鑽機自有功能順利地埋設套管，並能實現較高的施工效率。
技術方案
《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》的第一方面提供一種旋挖鑽機的動力頭，包括：驅動裝置和傳動裝置，所述傳動裝置包括輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸，所述輸入軸與所述驅動裝置驅動連線，所述第一輸出軸用於與所述旋挖鑽機的鑽桿驅動連線，所述第二輸出軸用於與所述旋挖鑽機的套管驅動器驅動連線，所述第二輸出軸具有第一狀態，在所述第一狀態，當所述驅動裝置驅動所述輸入軸轉動時，所述第二輸出軸的輸出轉矩大於所述第一輸出軸的輸出轉矩。
進一步地，所述第二輸出軸還具有第二狀態，在所述第二狀態，當所述驅動裝置驅動所述輸入軸轉動時，所述第二輸出軸的輸出轉矩為零。
進一步地，所述傳動裝置包括第一級傳動部和第二級傳動部，所述第一級傳動部包括所述輸入軸、所述第一輸出軸和與所述輸入軸驅動連線的中間輸出軸，所述第二級傳動部包括中間輸入軸和與所述中間輸入軸驅動連線的所述第二輸出軸，其中，在所述第一狀態，所述中間輸入軸與所述中間輸出軸連線，在所述第二狀態，所述中間輸入軸與所述中間輸出軸脫離。
進一步地，所述第一級傳動部還包括第一齒輪傳動系，所述第一齒輪傳動系用於將所述輸入軸的輸入轉矩轉變為所述第一輸出軸的輸出轉矩和所述中間輸出軸的輸出轉矩。
進一步地，所述第一級傳動部還包括傳動軸，所述輸入軸通過所述第一齒輪傳動系與所述傳動軸驅動連線，所述第一輸出軸和所述中間輸出軸分別與所述傳動軸連線。
進一步地，所述第一級傳動部還包括第一傳動箱體，所述第一齒輪傳動系位於所述第一傳動箱體內，所述輸入軸、所述第一輸出軸和所中間輸出軸分別從所述第一傳動箱體內部伸出。
進一步地，所述第一齒輪傳動系包括第一驅動齒輪和迴轉支撐，所述第一驅動齒輪與所述輸入軸連線，所述迴轉支撐包括內圈和具有外齒的外圈，所述內圈與所述第一傳動箱體固定連線，所述外圈與所述第一驅動齒輪嚙合且與所述傳動軸連線。
進一步地，所述迴轉支撐還包括滾動體，所述滾動體設定於所述內圈與所述外圈之間。
進一步地，所述第二級傳動部還包括第二齒輪傳動系，所述第二齒輪傳動系用於將所述中間輸入軸的輸入轉矩轉變為所述第二輸出軸的輸出轉矩。
進一步地，所述第二級傳動部還包括第二傳動箱體，所述第二齒輪傳動系位於所述第二傳動箱體內，所述中間輸入軸和所述第二輸出軸分別從所述第二傳動箱體內部伸出。
進一步地，所述第二齒輪傳動系包括第二驅動齒輪、行星輪和具有內齒的齒圈，所述齒圈套裝在所述第二驅動齒輪和所述行星輪的外部，所述行星輪的中心軸線相對於所述第二傳動箱體固定設定且所述行星輪分別與所述第二驅動齒輪和所述齒圈嚙合，所述中間輸入軸與所述第二驅動齒輪連線，所述第二輸出軸與所述齒圈連線。
進一步地，所述動力頭還包括第一連線組件，所述中間輸入軸與所述中間輸出軸通過所述第一連線組件可拆卸地連線。
進一步地，所述動力頭還包括套管驅動器連線裝置，所述第二輸出軸與所述套管驅動器通過所述套管驅動器連線裝置可拆卸地連線。
進一步地，所述套管驅動器連線裝置包括過渡體和多個第二連線組件，所述過渡體包括用於與所述第二輸出軸連線的第一連線部和用於與所述套管驅動器連線的第二連線部，所述第二輸出軸與所述第一連線部通過所述多個第二連線組件中的一部分可拆卸地連線，所述第二連線部與所述套管驅動器通過所述多個第二連線組件中的另一部分可拆卸地連線。
《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》的第二方面提供一種旋挖鑽機，包括動力頭，其中，所述動力頭為該發明第一方面中任一項所述的動力頭。
改善效果
基於《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》提供的旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機，該動力頭包括驅動裝置和傳動裝置，傳動裝置包括輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸，輸入軸與驅動裝置驅動連線，第一輸出軸用於與旋挖鑽機的鑽桿驅動連線，第二輸出軸用於與旋挖鑽機的套管驅動器驅動連線，第二輸出軸具有第一狀態，在第一狀態，當驅動裝置驅動輸入軸轉動時，第二輸出軸的輸出轉矩大於第一輸出軸的輸出轉矩。該動力頭可以在需要進行全套管埋設時，使第二輸出軸處於第一狀態，輸出比驅動鑽桿時的輸出轉矩更大的輸出扭矩以驅動套管驅動器，從而可以利用旋挖鑽機自有功能順利地埋設套管，並能實現較高的施工效率。
附圖說明
圖1是《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》具體實施例的旋挖鑽機的動力頭及與該動力頭驅動連線的鑽桿和套管驅動器的剖視結構示意圖。
圖2為圖1所示實施例的動力頭的局部剖視結構示意圖。
圖3為圖1所示實施例的動力頭的A－A向剖視結構示意圖。
圖4為圖1所示實施例的動力頭的B－B向剖視結構示意圖。
圖5為圖1所示實施例的動力頭的C－C向剖視結構示意圖。
圖6為圖1所示實施例的動力頭的第二輸出軸的剖視結構示意圖。
圖7為圖1所示實施例的動力頭的過渡體的帶有局部剖視的俯視結構示意圖。
圖8為圖1所示實施例的動力頭的D向局部結構示意圖。
圖9為與圖1所示實施例的動力頭連線的套筒驅動器的結構示意圖。
圖1至圖9中，各附圖示記代表：100、動力頭；110、驅動裝置；120、減速機；130、第一級傳動部；131、第一齒輪傳動系；1311、第一驅動齒輪；1312、迴轉支撐；1312A、內圈；1312B、外圈；1312C、滾動體；132、第一輸出軸；133、中間輸出軸；134、第一傳動箱體；135、傳動軸；136、輸入軸；1391、螺栓；1392、墊圈；1393、螺栓；1394、墊圈；140、第二級傳動部；141、第二齒輪傳動系；1411、第二驅動齒輪；1412、行星輪；1413、齒圈；142、中間輸入軸；143、第二輸出軸；1431、第一軸套；144、第二傳動箱體；1491、螺栓；1492、墊圈；150、驅動套；151、動力頭驅動鍵；160、第一連線組件；161、第一銷軸；162、插銷；163、開口銷；170、過渡體；171、第一軸套安裝孔；172、第二軸套安裝孔；173、內側軸套；174、外側軸套；180、第二連線組件；181、第二銷軸；182、螺栓；183、墊圈；184、卡圈；1911、螺栓；1912、墊圈；1921、螺栓；1922、墊圈；1931、螺栓；1932、墊圈；200、鑽桿；210、鑽桿驅動鍵；300、套管驅動器；310、第二軸套；320、套管連線部。
權利要求
1.一種旋挖鑽機的動力頭，其特徵在於，包括：驅動裝置（110）和傳動裝置，所述傳動裝置包括輸入軸（136）、第一輸出軸（132）和第二輸出軸（143），所述輸入軸（136）與所述驅動裝置（110）驅動連線，所述第一輸出軸（132）用於與所述旋挖鑽機的鑽桿（200）驅動連線，所述第二輸出軸（143）用於與所述旋挖鑽機的套管驅動器（300）驅動連線，所述第二輸出軸（143）具有第一狀態，在所述第一狀態，當所述驅動裝置（110）驅動所述輸入軸（136）轉動時，所述第二輸出軸（143）的輸出轉矩大於所述第一輸出軸（132）的輸出轉矩。
2.根據權利要求1所述的動力頭，其特徵在於，所述第二輸出軸（143）還具有第二狀態，在所述第二狀態，當所述驅動裝置（110）驅動所述輸入軸（136）轉動時，所述第二輸出軸（143）的輸出轉矩為零。
3.根據權利要求2所述的動力頭，其特徵在於，所述傳動裝置包括第一級傳動部（130）和第二級傳動部（140），所述第一級傳動部（130）包括所述輸入軸（136）、所述第一輸出軸（132）和與所述輸入軸（136）驅動連線的中間輸出軸（133），所述第二級傳動部（130）包括中間輸入軸（142）和與所述中間輸入軸驅動連線的所述第二輸出軸（143），其中，在所述第一狀態，所述中間輸入軸（142）與所述中間輸出軸（133）連線，在所述第二狀態，所述中間輸入軸（142）與所述中間輸出軸（133）脫離。
4.根據權利要求3所述的動力頭，其特徵在於，所述第一級傳動部（130）還包括第一齒輪傳動系（131），所述第一齒輪傳動系（131）用於將所述輸入軸（136）的輸入轉矩轉變為所述第一輸出軸（132）的輸出轉矩和所述中間輸出軸（133）的輸出轉矩。
5.根據權利要求4所述的動力頭，其特徵在於，所述第一級傳動部（130）還包括傳動軸（135），所述輸入軸（136）通過所述第一齒輪傳動系（131）與所述傳動軸（135）驅動連線，所述第一輸出軸（132）和所述中間輸出軸（133）分別與所述傳動軸（135）連線。
6.根據權利要求5所述的動力頭，其特徵在於，所述第一級傳動部（130）還包括第一傳動箱體（134），所述第一齒輪傳動系（131）位於所述第一傳動箱體（134）內，所述輸入軸（136）、所述第一輸出軸（132）和所中間輸出軸（133）分別從所述第一傳動箱體（134）內部伸出。
7.根據權利要求6所述的動力頭，其特徵在於，所述第一齒輪傳動系（131）包括第一驅動齒輪（1311）和迴轉支撐（1312），所述第一驅動齒輪（1311）與所述輸入軸（136）連線，所述迴轉支撐（1312）包括內圈（1312A）和具有外齒的外圈（1312B），所述內圈（1312A）與所述第一傳動箱體（134）固定連線，所述外圈（1312B）與所述第一驅動齒輪（1311）嚙合且與所述傳動軸（135）連線。
8.根據權利要求7所述的動力頭，其特徵在於，所述迴轉支撐（1312）還包括滾動體（1312C），所述滾動體（1312C）設定於所述內圈（1312A）與所述外圈（1312B）之間。
9.根據權利要求3至8中任一項所述的動力頭，其特徵在於，所述第二級傳動部（140）還包括第二齒輪傳動系（141），所述第二齒輪傳動系（141）用於將所述中間輸入軸（142）的輸入轉矩轉變為所述第二輸出軸（143）的輸出轉矩。
10.根據權利要求9所述的動力頭，其特徵在於，所述第二級傳動部（140）還包括第二傳動箱體（144），所述第二齒輪傳動系（141）位於所述第二傳動箱體（144）內，所述中間輸入軸（142）和所述第二輸出軸（143）分別從所述第二傳動箱體（144）內部伸出。
11.根據權利要求10所述的動力頭，其特徵在於，所述第二齒輪傳動系（141）包括第二驅動齒輪（1411）、行星輪（1412）和具有內齒的齒圈（1413），所述齒圈（1413）套裝在所述第二驅動齒輪（1411）和所述行星輪（1412）的外部，所述行星輪（1412）的中心軸線相對於所述第二傳動箱體（144）固定設定且所述行星輪（1412）分別與所述第二驅動齒輪（1411）和所述齒圈（1413）嚙合，所述中間輸入軸（142）與所述第二驅動齒輪（1411）連線，所述第二輸出軸（143）與所述齒圈（1413）連線。
12.根據權利要求3至8中任一項所述的動力頭，其特徵在於，所述動力頭還包括第一連線組件（160），所述中間輸入軸（142）與所述中間輸出軸（133）通過所述第一連線組件（160）可拆卸地連線。
13.根據權利要求1至8中任一項所述的動力頭，其特徵在於，所述動力頭還包括套管驅動器連線裝置，所述第二輸出軸（143）與所述套管驅動器（300）通過所述套管驅動器連線裝置可拆卸地連線。
14.根據權利要求13所述的動力頭，其特徵在於，所述套管驅動器連線裝置包括過渡體（170）和多個第二連線組件（180），所述過渡體（170）包括用於與所述第二輸出軸（143）連線的第一連線部和用於與所述套管驅動器（300）連線的第二連線部，所述第二輸出軸（143）與所述第一連線部通過所述多個第二連線組件（180）中的一部分可拆卸地連線，所述第二連線部與所述套管驅動器（300）通過所述多個第二連線組件（180）中的另一部分可拆卸地連線。
15.一種旋挖鑽機，包括動力頭，其特徵在於，所述動力頭為根據權利要求1至14中任一項所述的動力頭。
實施方式
如圖1至圖9所示，《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》提供的動力頭100包括驅動裝置110和傳動裝置，傳動裝置包括輸入軸136、第一輸出軸132和第二輸出軸143，輸入軸136與驅動裝置110驅動連線，第一輸出軸132用於與旋挖鑽機的鑽桿200驅動連線，第二輸出軸143用於與旋挖鑽機的套管驅動器300驅動連線，第二輸出軸143具有第一狀態，在第一狀態，當驅動裝置110驅動輸入軸136轉動時，第二輸出軸143的輸出轉矩大於第一輸出軸132的輸出轉矩。
該動力頭100可以在需要進行全套管埋設時，使第二輸出軸143處於第一狀態，輸出比驅動鑽桿200時的輸出轉矩更大的輸出扭矩以驅動套管驅動器300，從而可以利用旋挖鑽機自有功能順利地埋設套管，並能實現較高的施工效率。
可以在傳動裝置中設定串聯的第一級傳動部和第二級傳動部，通過第二級傳動部對第一級傳動部的輸出轉矩增加扭矩來實現第二輸出軸的輸出轉矩大於第一輸出軸的輸出轉矩。也可以通過其它方式實現第二輸出軸的輸出轉矩大於第一輸出軸的輸出轉矩，例如，在同一個傳動箱內設定傳動比不同的兩個傳動系和與兩個傳動系對應的輸出軸以輸出不同的輸出轉矩。
優選地，第二輸出軸143還具有第二狀態，在第二狀態，當驅動裝置110驅動輸入軸136轉動時，第二輸出軸143的輸出轉矩為零。設定第二狀態可以在不需要驅動套管驅動器時不會影響旋挖鑽機的正常旋挖施工，並能減少動力頭100的不必要的功率消耗。
可以通過使第一傳級動部和第二級傳動部連線或脫離的方式實現第一狀態和第二狀態之間的切換。也可以通過其它方式實現第一狀態和第二狀態之間的切換，例如，在輸入軸和第二輸出軸是通過多個齒輪傳動的情況下，可以通過控制多個齒輪中全部或部分齒輪嚙合或解除嚙合的方式實現第一狀態和第二狀態之間的切換。
以下將結合圖1至圖9說明《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》實施例的旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機。
圖1是《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》具體實施例的旋挖鑽機的動力頭100及與該動力頭100驅動連線的鑽桿200和套管驅動器300的剖視結構示意圖。
如圖1所示，該實施例的旋挖鑽機的動力頭100包括驅動裝置110、減速機120、傳動裝置、驅動套150、第一連線組件160和套管驅動器連線裝置。
如圖1所示，驅動裝置110是動力頭100的動力源。該實施例中，驅動裝置110為液壓馬達。
減速機120的輸入軸與液壓馬達的輸出軸連線，由於液壓馬達的輸出軸轉速較高，經過減速機120實現一級減速後，減速機120的輸出軸的速度相對於減速機120的輸入軸的速度降低、轉矩增加。
該實施例中，液壓馬達的外殼通過螺栓1911和墊圈1912固定在減速機120的外殼上。
圖2為圖1所示實施例的動力頭100的局部剖視結構示意圖。其中示出了傳動裝置的結構。傳動裝置用於將減速機120的輸出轉矩轉換為用於動力頭100的用於驅動鑽桿200的輸出轉矩和用於驅動套管驅動器300的輸出轉矩。
如圖1和圖2所示，傳動裝置包括第一級傳動部130和第二級傳動部140。
第一級傳動部130包括第一齒輪傳動系131、第一輸出軸132、中間輸出軸133、第一傳動箱體134、傳動軸135和輸入軸136。第一齒輪傳動系131位於第一傳動箱體134內。輸入軸136、第一輸出軸132和中間輸出軸133分別從第一傳動箱體134的內部伸出。
減速機120通過螺栓1921和墊圈1922固定在第一傳動箱體134上。輸入軸136與減速機120的輸出軸連線，從而實現與驅動裝置110的驅動連線。
第一輸出軸132用於與旋挖鑽機的鑽桿200驅動連線。中間輸出軸133用於在動力頭100驅動套管驅動器300時為第二齒輪傳動系140提供動力。
第一齒輪傳動系131用於將輸入軸136的輸入轉矩轉變為第一輸出軸132的輸出轉矩和中間輸出軸133的輸出轉矩。第一齒輪傳動系131與傳動軸135驅動連線，第一輸出軸132和中間輸出軸133分別與傳動軸135連線。
第一齒輪傳動系131包括第一驅動齒輪1311和迴轉支撐1312。迴轉支撐1312包括內圈1312A、具有外齒的外圈1312B和滾動體1312C。
第一驅動齒輪1311與輸入軸136的下端連線，該實施例中，第一驅動齒輪1311與輸入軸136為一體結構。輸入軸136的上端設有花鍵，與減速機120的輸出軸下端依靠花鍵嚙合傳動。
內圈1312A與第一傳動箱體134通過螺栓1393和墊圈1394固定連線。外圈1312B與第一驅動齒輪1311嚙合，且外圈1312B與傳動軸135固定連線。
滾動體1312C設定於內圈1312A與外圈1312B之間。滾動體1312C可以為滾珠、滾柱或滾針。外圈1312B和傳動軸135承載於內圈1312A和第一傳動箱體134上，滾動體1312C可以減少內圈1312A與外圈1312B之間摩擦力。
第一輸出軸132具有第一法蘭盤，第一輸出軸132的第一法蘭盤與迴轉支撐1312的外圈1312B通過螺栓1391及墊圈1392連線固定。迴轉支撐1312的傳動軸135上端與第一輸出軸132的下端通過焊接方式固定連線，迴轉支撐1312的傳動軸135下端與中間輸出軸133的下端通過焊接方式固定連線。從而，該實施例中，傳動軸135、第一輸出軸132和中間輸出軸133的轉速和輸出轉矩相同。
圖3為圖1所示實施例的動力頭100的A－A向剖視結構示意圖。其中示出了第二級傳動部140的結構。第二級傳動部140用於實現第二輸出軸143的輸出轉矩大於第一輸出軸132的輸出轉矩。
如圖1至圖3所示，第二級傳動部140包括第二齒輪傳動系141、中間輸入軸142、第二輸出軸143和第二傳動箱體144。第二齒輪傳動系141位於第二傳動箱體144內。中間輸入軸142和第二輸出軸143分別從第二傳動箱體144的內部伸出。
中間輸入軸142用於與中間輸出軸133連線以接收來自中間輸出軸133的動力。該實施例中，通過第一連線組件160實現中間輸入軸142與中間輸出軸133的可拆卸地連線。
第二輸出軸143用於與旋挖鑽機的套管驅動器300驅動連線。在圖1中，第二輸出軸143與套管驅動器300處於連線狀態。第二輸出軸143與套管驅動器300通過套管驅動器連線裝置連線。
第二齒輪傳動系141用於將中間輸入軸142的輸入轉矩轉變為第二輸出軸143的輸出轉矩。
第二齒輪傳動系141包括第二驅動齒輪1411、行星輪1412和齒圈1413。
齒圈1413具有內齒。齒圈1413套裝在第二驅動齒輪1411和行星輪1412的外部，第二驅動齒輪1411具有外齒，行星輪1412的中心軸線相對於第二傳動箱體144固定設定且行星輪1412分別與第二驅動齒輪1411和齒圈1413嚙合。
中間輸入軸142與第二驅動齒輪1411連線。該實施例中，中間輸入軸142與第二驅動齒輪1411一體製成。
第二輸出軸143與齒圈1413連線。該實施例中，第二輸出軸143具有第二法蘭盤，齒圈1413上設有螺紋孔，第二法蘭盤與齒圈1413通過螺栓1491和墊圈1492固定連線。
該實施例中，第一輸出軸132和中間輸出軸133同步轉動，在中間輸出軸133與中間輸入軸142連線時，與中間輸出軸133同步轉動的中間輸入軸142的輸入轉矩通過第二齒輪傳動系141轉變成大於第一輸出軸132的輸出轉矩的第二輸出軸143的輸出轉矩。通過設定第二齒輪傳動系141的合適的傳動比，即可獲得需要的第二輸出軸143的輸出轉矩。例如，可以使第二輸出軸143的輸出轉矩達到第一輸出軸132的輸出轉矩的兩倍或兩倍以上，從而實現動力頭100的輸出扭矩倍增，滿足全套管埋設時的動力需求。
圖4為圖1所示實施例的動力頭100的B－B向剖視結構示意圖。其中示出了驅動套150和鑽桿200的配合結構。驅動套150用於驅動旋挖鑽機的鑽桿200旋轉。
如圖1所示，驅動套150的上端與第一輸出軸132的下端通過螺栓1931和墊圈1932固定連線。
如圖1和圖4所示，驅動套150的內壁固定連線有多個沿驅動套150的軸向設定的動力頭驅動鍵151。對應的，鑽桿200的桿身上固定連線有多個沿鑽桿200的軸向設定的鑽桿驅動鍵210。鑽桿200與動力頭100組裝好後，多個動力頭驅動鍵151和多個鑽桿驅動鍵210在周向上彼此間隔設定。從而，第一輸出軸132的轉動可以帶動驅動套150轉動，通過多個動力頭驅動鍵151和多個鑽桿驅動鍵210的配合可以在驅動套150轉動時帶動鑽桿200轉動。
圖5為圖1所示實施例的動力頭100的C－C向剖視結構示意圖。其中示出了第一連線組件160的結構。第一連線組件160用於實現中間輸入軸142與中間輸出軸133的可拆卸地連線。
如圖1和圖5所示，第一連線組件160包括第一銷軸161、插銷162和開口銷163。
第一銷軸61的一端側面具有止擋突起。在連線中間輸出軸133和中間輸入軸142時，中間輸入軸142套裝在中間輸出軸133的外側。然後將第一銷軸61的沒有止擋突起的一端依次穿過中間輸入軸142和中間輸出軸133，中間輸入軸142的銷孔兩側具有插銷座，第一銷軸61插入後，將插銷162插入插銷座上，插銷162正好擋在第一銷軸61的具有止擋突起的一端的軸向外側，從而可以防止第一銷軸61脫出。最後在插銷162的尾部插入開口銷163，以防止插銷162從插銷座中脫出。
採用第一連線組件160，可以實現中間輸出軸133和中間輸入軸142的快速連線和快速脫離，提高工作效率。
圖6為圖1所示實施例的動力頭100的第二輸出軸143的剖視結構示意圖。圖7為圖1所示實施例的動力頭100的過渡體170的帶有局部剖視的俯視結構示意圖。圖8為圖1所示實施例的動力頭100的D向局部結構示意圖。圖8中示出了第二連線組件180的安裝結構。圖9為與圖1所示實施例的動力頭100連線的套筒驅動器300的結構示意圖。
圖6至圖9示出了第二輸出軸143、套管驅動器連線裝置、套管驅動器300的結構及三者之間的連線關係。套管驅動器連線裝置用於連線第二輸出軸143與套管驅動器300。
如圖1、圖6至圖9所示，套管驅動器連線裝置包括過渡體170和第二連線組件180。
過渡體170包括用於與第二輸出軸143連線的第一連線部和用於與套管驅動器300連線的第二連線部，第二輸出軸143與第一連線部通過多個第二連線組件180連線，第二連線部與套管驅動器300通過多個第二連線組件180連線。
如圖1和圖6所示，第二輸出軸143為中空軸，第二輸出軸包括以180度的間隔設定在中空軸的軸壁上的兩個第一軸套1431，兩個第一軸套1431均沿第二輸出軸143的徑向設定。
如圖1和圖7所示，該實施例中，過渡體170整體上呈截面形狀為“H”形的環形結構。該環形結構包括同心設定且均呈扁筒狀的內筒和外筒，以及包括連線於內筒的外壁和外筒的內壁之間的環形板。
第一連線部包括以180度的間隔設定在環形板上的兩個第一軸套安裝孔171、以180度的間隔設定在內筒上的兩個內側軸套173和以180度的間隔設定在外筒上的兩個外側軸套174。每個第一軸套安裝孔171的內側設定一個內側軸套173，每個第一軸套安裝孔171的外側設定一個外側軸套174，位於同一個第一軸套安裝孔171內側和外側的內側軸套173和外側軸套174同軸且均沿環形結構的徑向設定。
在第二輸出軸143與過渡體170連線時，將第二輸出軸143的兩個第一軸套1431分別對應裝配入過渡體170的兩個第一軸套安裝孔171中，使每個第一軸套安裝孔171兩側的內側軸套173和外側軸套174與對應的第一軸套1431對準，再通過第二連線組件180連線對準後的外側軸套174、第一軸套1431和內側軸套173即可將第二輸出軸143與過渡體170連線在一起。
如圖1和圖8所示，每個第二連線組件180包括第二銷軸181、螺栓182、墊圈183和卡圈184。第二銷軸181的一端徑向外側具有卡圈安裝槽。卡圈184由兩個半環組成，每個半環上設有兩個通孔。過渡體170的外筒上每個外側軸套174的徑向外端都設定有與兩個半環上的四個通孔一一對應的四個螺紋孔。
通過第二連線組件180連線第一軸套安裝孔171外側的外側軸套174、第一軸套1431和對應的內側軸套173時，先將第二銷軸181的不具有卡圈安裝槽的一端依次插入外側軸套174、第一軸套1431和內側軸套173，再將卡圈184的兩個半環卡入卡圈安裝槽內，通過四組螺栓182和墊圈183將兩個半環分別連線在外側軸套174上即可。
第二連線部包括以180度的間隔設定在環形板上的兩個第二軸套安裝孔172、以180度的間隔設定在內筒上的兩個內側軸套173和以180度的間隔設定在外筒上的兩個外側軸套174。兩個第一軸套安裝孔171與兩個第二軸套安裝孔172交替設定，相鄰的第一軸套安裝孔171與第二軸套安裝孔172之間間隔90度。每個第二軸套安裝孔172的內側設定一個內側軸套173，每個第二軸套安裝孔172的外側設定一個外側軸套174，位於同一個第二軸套安裝孔172內側和外側的內側軸套173和外側軸套174同軸且均沿環形結構的徑向設定。
如圖9所示，套管驅動器300的頂端以180度的間隔設定了兩個第二軸套310，兩個第二軸套310均沿套管驅動器300的徑向設定。在套管驅動器300的底部還設定了用於將套管連線於套管驅動器300上的套管連線部320。
在套管驅動器300與過渡體170連線時，只要將兩個第二軸套310分別對應裝配入過渡體170的兩個第二軸套安裝孔172中，使每個第二軸套安裝孔172兩側的內側軸套173和外側軸套174與對應的第二軸套310對準，再通過第二連線組件180連線對準後的外側軸套174、第二軸套310和內側軸套173即可將過渡體170與套管驅動器300連線在一起，從而實現第二輸出軸143與套管驅動器300的連線。
通過第二連線組件180連線第二軸套安裝孔172外側的外側軸套174、第二軸套310和相應的內側軸套173的過程與通過第二連線組件180連線第一軸套安裝孔171外側的外側軸套174、第一軸套1431和對應的內側軸套173的過程相同，在此不再贅述。
另外，該實施例還提供一種包括前述的動力頭100的旋挖鑽機。
該旋挖鑽機在採用普通工法施工時，傳動裝置僅採用第一級傳動部130，第一級傳動部130內的第一齒輪傳動系131可降低輸出速度和增加輸出扭矩，達到旋挖鑽機進行普通鑽進時所需的參數設計要求。其中，第一齒輪傳動系131與第一輸出軸132和中間輸出軸133驅動連線，第一輸出軸132剛性連線驅動套150，使驅動套150的輸出扭矩及速度與第一輸出軸132的輸出扭矩及速度分別保持一致，即液壓馬達通過減速機120驅動第一齒輪傳動系131，並將扭矩及速度通過第一輸出軸132及驅動套150傳遞到鑽桿200上，從而驅動鑽桿200旋轉，實現旋挖鑽機的普通鑽進功能，此時，旋挖鑽機以本身標配扭矩施工。
當需要全套管施工時，第一齒輪傳動系131的中間輸出軸133與中間輸入軸142連線，從而在傳動裝置中增加第二級傳動部140，第二級傳動部140的第二齒輪傳動系141可將第一齒輪傳動系131的輸出的速度進一步降低，同時將輸出扭矩增大，實現旋挖鑽機扭矩增加的要求。液壓馬達通過減速機120驅動第一齒輪傳動系131和第二齒輪傳動系141兩套齒輪傳動，將扭矩及速度通過第二輸出軸143傳遞到套管驅動器300上，此時，旋挖鑽機在標配扭矩的基礎上以增加的施工扭矩施工。
由於第一級傳動部130和第二級傳動部140之間可完全脫離，在不需要動力頭100驅動套管驅動器300進行全套管埋設時，不會影響旋挖鑽機的正常旋挖施工。
榮譽表彰
2019年7月15日，《旋挖鑽機的動力頭和旋挖鑽機》獲第十一屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
