具有可浮动钻杆接头的钻机动力头

723 编辑：中冶有色技术网来源：中煤科工集团重庆研究院有限公司

2023-12-21 13:56:55

权利要求书： 1.一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：包括依次配合连通的驱动马达，变速箱以及动力头主轴；

该动力头主轴上安装有连接钻杆用的可浮动钻杆接头。

2.根据权利要求1所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：可浮动钻杆接头包括与动力头主轴配合连接的接头体，用于连接固定接头体与动力头主轴的端盖与连接盘，以及设置在端盖与接头体之间的传动套；所述连接盘固定在动力头主轴上，端盖通过紧固件与连接盘连接固定；该接头体与动力头主轴之间还设置有具有浮动定位的弹性件。

3.根据权利要求2所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：接头体包括固定连接的钻杆接头和连接体，该连接体在靠近动力头主轴的一端设置有与传动套配合使用的外花键；在外花键的后端面上还开设有若干个用于安装弹性件的弹簧孔。

4.根据权利要求3所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：接头体中心设置有与主轴和钻杆连通的通水孔，接头体在靠近动力头主轴的一端还设置有用于安装第二密封圈的接头体密封槽。

5.根据权利要求2所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：连接盘与动力头主轴通过螺纹连接，该连接盘的端面上设有若干个沿圆周分布的螺栓通孔。

6.根据权利要求4所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：端盖一端设置有接头体通孔，该接头体通孔内壁设有用于安装第三密封圈的防尘圈安装槽；另一端设置有法兰盘，该法兰盘上设置有与连接盘上螺栓通孔匹配的通孔。

7.根据权利要求3所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：传动套一端在内孔设有与接头体外花键配合的内花键，另一端为圆形压盘；

该圆形压盘在朝向动力头主轴的端面上设有用于主轴插接的承插环，承插环的端面还设有若干沿圆周分布用于安装销的销孔。

8.根据权利要求7所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：内花键长度大于接头体的外花键。

9.根据权利要求7所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：承插环内壁还设有用于安装第一密封圈的传动套密封槽。

10.根据权利要求1所述的一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，其特征在于：弹性件为弹簧。

说明书：一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头技术领域[0001] 本实用新型属于机械设计领域，涉及一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头。背景技术[0002] 自动化钻机是近几年发展起来的一种新型煤矿钻探装备，多种自动化钻机均采用从动力头和夹持器中间上钻杆的工作模式。为了提高相关结构的可靠性，动力头与钻杆间

的连接一般采用主动接头的方式而非传统钻机的胶套卡盘形式，即：在动力头上设置一个

与钻杆对应匹配的接头(公母头均可)与钻杆进行连接。在钻杆接扣过程中，主动接头需要

在动力头的驱动下边旋转边前进，而旋转与前进速度不可能百分之百地按照螺距与转角的

关系精确匹配，因此接头的磨损是难以避免的。由于主动接头的使用频率数十倍甚至百倍

于其他钻杆的接头，而现有技术又不具备调整或浮动功能，因此接头磨损快，需频繁更换，

影响了自动化钻机施工的整体效率，也提高了用户使用、维护成本。

实用新型内容

[0003] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，解决主动接头在轴向没有浮动功能的问题。

[0004] 为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，包括依次配合连通的驱动马达，变速箱以及动力头主轴；

[0005] 该动力头主轴上安装有连接钻杆用的可浮动钻杆接头。[0006] 可选的，可浮动钻杆接头包括与动力头主轴配合连接的接头体，用于连接固定接头体与动力头主轴的端盖与连接盘，以及设置在端盖与接头体之间的传动套，连接盘固定

在动力头主轴上，端盖通过紧固件与连接盘连接固定；该接头体与动力头主轴之间还设置

有具有浮动定位的弹性件。

[0007] 可选的，接头体包括固定连接的钻杆接头和连接体，该连接体在靠近动力头主轴的一端设置有与传动套配合使用的外花键；在外花键的后端面上还开设有若干个用于安装

弹性件的弹簧孔。

[0008] 可选的，接头体中心设置有与主轴和钻杆连通的通水孔，接头体在靠近动力头主轴的一端还设置有用于安装第二密封圈的接头体密封槽。

[0009] 可选的，连接盘与动力头主轴通过螺纹连接，该连接盘的端面上设有若干个沿圆周分布的螺栓通孔。

[0010] 可选的，端盖一端设置有接头体通孔，该接头体通孔内壁设有用于安装第三密封圈的防尘圈安装槽；另一端设置有法兰盘，该法兰盘上设置有与连接盘上螺栓通孔匹配的

通孔。

[0011] 可选的，传动套一端在内孔设有与接头体外花键配合的内花键，另一端为圆形压盘；

[0012] 该圆形压盘在朝向动力头主轴的端面上设有用于主轴插接的承插环，承插环的端面还设有若干沿圆周分布用于安装销的销孔。

[0013] 可选的，内花键长度大于接头体的外花键。[0014] 可选的，承插环内壁还设有用于安装第一密封圈的传动套密封槽。[0015] 可选的，弹性件为弹簧。[0016] 本实用新型的有益效果在于：[0017] (1)本实用新型一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，具有轴向浮动功能，将接头体与前端钻杆螺纹间的刚性挤压、摩擦变成了弹性渐变的过程，有效地保护了接头体的

螺纹，延长其使用寿命。

[0018] (2)本实用新型一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，通过设置连接套，将长期产生冲击的动连接转移到了接头体和连接套之间，而主轴与连接套之间为没有冲击的销连

接，大幅减小了主轴直接损坏的概率，有助于降低维修成本，缩短维修时间。

[0019] 本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或

者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说

明书来实现和获得。

附图说明[0020] 为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

[0021] 图1为本实用新型整体结构示意图；[0022] 图2为本实用新型可浮动钻杆接头结构示意图；[0023] 图3为本实用新型接头体的结构示意图；[0024] 图4为本实用新型端盖的结构示意图；[0025] 图5为本实用新型传动套的结构示意图；[0026] 图6为本实用新型连接盘的结构示意图。[0027] 附图标记：接头体1、钻杆接头11、连接体12、外花键13、接头体密封槽14、通水孔15、弹簧孔16、端盖2、接头体通孔21、防尘圈安装槽22、法兰盘23、螺栓通孔24、传动套3、内

花键31、圆形压盘32、承插环33、传动套密封槽34、销孔35、连接盘4、螺纹41、通孔42、动力头

主轴5、销6、第一密封圈7、第二密封圈8、弹簧9、第三密封圈10、驱动马达101、变速箱102、可

浮动钻杆接头103。

具体实施方式[0028] 以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外

不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应

用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所

提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及

实施例中的特征可以相互组合。

[0029] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩

小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能

省略是可以理解的。

[0030] 本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或

位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，

而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因

此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于

本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0031] 请参阅图1～图6，为一种具有可浮动钻杆接头的钻机动力头，包括依次配合连通的驱动马达101，变速箱102以及动力头主轴5；该动力头主轴5上安装有连接钻杆用的可浮

动钻杆接头103；可浮动钻杆接头103包括与动力头主轴5配合连接的接头体1以及设置在接

头体1与动力头主轴5外的限位装置，该接头体1与动力头主轴5之间还设置有具有浮动定

位的弹簧9，限位装置包括用于连接固定接头体1与动力头主轴5的端盖2与连接盘4，以及配

合设置在端盖2与接头体1之间的传动套3，连接盘4固定在动力头主轴5上，端盖2通过紧固

件与连接盘4连接固定。接头体1由钻杆接头11和连接体12组成，二者一般采用摩擦焊连接。

钻杆接头11采用标准的钻杆螺纹接头，与自动化钻机使用的钻杆相同。连接体12前端与钻

杆接头11直径相同，便于夹持装置夹持，中间设置外花键13，与传动套3的内花键31配合使

用，传递扭矩。后端设置接头体密封槽14，用于安装第二密封圈8，防止钻孔用的排渣风、水

从配合间隙中漏出。外花键13轴段靠近接头体密封槽14一侧(即朝向动力头主轴5一侧)的

端面设有沿圆周分布用于安装弹簧9的若干弹簧孔16。接头体1中心设有通水孔15，用于与

主轴和钻杆的通水孔15连通，形成排渣水或风的通道。连接盘4与动力头主轴5通过螺纹41

连接，与端盖2配合使用，该连接盘4的端面上设有若干个沿圆周分布的螺栓通孔24，端盖2

一端设置有接头体通孔21，该接头体通孔21内壁设有用于安装第三密封圈10的防尘圈安

装槽22；另一端设置有法兰盘23，该法兰盘23上设置有与连接盘4上螺栓通孔24匹配的通

孔42。

[0032] 传动套3一端在内孔设有与接头体1外花键13配合的内花键31，另一端为圆形压盘32；该圆形压盘32在朝向动力头主轴5的端面上设有用于主轴插接的承插环33，承插环33的

端面还设有若干沿圆周分布用于安装销6的销孔35，与主轴实现连接和传递扭矩；承插环33

内壁还设有用于安装第一密封圈7的传动套密封槽34，防止钻孔用的排渣风、水从配合间隙

中漏出。

[0033] 在本实施例中，内花键31长度适当大于接头体1的外花键13，留出调节距离S。[0034] 在本实施例中，不需要接扣的非工作状态时，接头体1在弹簧9预紧力的作用下向前贴紧端盖2的内端面，使得调节距离S＝0。

[0035] 与前端钻杆接扣时，接头体1随动力头主轴5旋转并前进。当接头体1前进速度与旋转速度或螺距不匹配时(主要指速度过快)，接头体1的螺纹齿的侧面与前端钻杆螺纹齿的

侧面相互挤压，产生沿钻杆轴向向后的推力，将接头体1向后推动，调节距离S逐渐增大。由

于弹簧9的弹力作用，接头体1具有轴向浮动功能，吸收了向后的推力，将接头体1与前端钻

杆螺纹间的刚性挤压、摩擦变成了弹性渐变的过程，保护了接头体1的螺纹。

[0036] 此外，接头体1与前端钻杆的轴线无法完全对齐，接扣时极有可能出现径向偏心的情况，同样导致螺纹急剧磨损。由于接头体1后端的弹簧9是成圆周分布的，因此接头体1具

有径向偏心浮动，可以沿径向偏向外侧，实现了接头体1与前端钻杆的浮动对心。

[0037] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本

实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应

涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。