钻机用主驱动装置及水平钻机

212 编辑：中冶有色技术网来源：中国铁建重工集团股份有限公司

2023-12-18 11:25:28

权利要求书： 1.一种钻机用主驱动装置，包括传动轴(1)和用于承载的箱体(2)，其特征在于，所述传动轴(1)通过调心滚子轴承(3)、推力调心滚子轴承(4)以及圆锥滚子轴承(5)安装于所述箱体(2)上，所述调心滚子轴承(3)设于所述传动轴(1)用于连接钻具的一端。

2.根据权利要求1所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，所述推力调心滚子轴承(4)和所述圆锥滚子轴承(5)面对面设置。

3.根据权利要求2所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，所述推力调心滚子轴承(4)位于所述调心滚子轴承(3)和所述圆锥滚子轴承(5)之间。

4.根据权利要求3所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，所述传动轴(1)远离所述调心滚子轴承(3)的一端螺纹连接有两个螺母(11)，以轴向压紧所述圆锥滚子轴承(5)，两个所述螺母(11)之间设有止动垫圈(12)。

5.根据权利要求1?4任一项所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，所述传动轴(1)设有外花键，所述外花键与用于传递动力的齿圈(6)配合连接。

6.根据权利要求5所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，所述传动轴(1)的一端设有：用于与钻具连接的内花键(13)；

用于与固定所述钻具的螺钉配合的螺纹孔(14)。

7.根据权利要求5所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，所述传动轴(1)的两端分别设有密封组件。

8.根据权利要求7所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，单个所述密封组件包括：与所述箱体(2)连接的连接板(71)；

与所述连接板(71)相连的压紧板(72)；

夹设于所述连接板(71)和所述压紧板(72)之间的两个唇形密封圈(73)，两个所述唇形密封圈(73)之间夹设有隔离环(74)。

9.根据权利要求8所述的钻机用主驱动装置，其特征在于，所述连接板(71)设有用于向所述唇形密封圈(73)和所述传动轴(1)之间注入油脂的直通式压注油杯(75)。

10.一种水平钻机，包括主驱动装置，其特征在于，所述主驱动装置为权利要求1?9任一项所述的钻机用主驱动装置。

说明书：一种钻机用主驱动装置及水平钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及钻机工艺装备技术领域，更具体地说，涉及一种钻机用主驱动装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述钻机用主驱动装置的水平钻机。

背景技术[0002] 在工程施工过程中，钻机具有广泛应用。例如，水平钻机作为一种可在不开挖地表面的条件下钻挖工程孔的机械，尤其适用于钻挖煤矿井下钻瓦斯抽放孔、排放孔、煤层注水

孔、井下水害防治孔、注浆防灭火孔以及地质勘探孔等工程孔；也适用于供水、电力、电讯、

天然气、煤气以及石油等柔性管线铺设施工。

[0003] 主驱动作为钻机钻进的回转驱动动力源，主要用于传递扭矩，驱动钻具回转，并承受推进反力等。

[0004] 随着施工地质越来越复杂化，为了使钻机能够适应大埋深、长距离和极端复杂地质等恶劣工况的施工，对钻机主驱动提出了较高的性能要求，例如，需要使钻机主驱动具有

调向能力和更强的承扭能力。

[0005] 然而，现有技术中的主驱动通常采用三排圆柱滚子传递动力，虽然具有一定的承扭能力，但是不具备调向功能。

[0006] 因此，如何提供一种能够适应钻机调向功能的钻机用主驱动装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

[0007] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种钻机用主驱动装置，能够适应钻机在钻进过程中的调向。

[0008] 本实用新型的另一目的是提供一种包括上述钻机用主驱动装置的水平钻机，具有调向功能。

[0009] 为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：[0010] 一种钻机用主驱动装置，包括传动轴和用于承载的箱体，所述传动轴通过调心滚子轴承、推力调心滚子轴承以及圆锥滚子轴承安装于所述箱体上，所述调心滚子轴承设于

所述传动轴用于连接钻具的一端。

[0011] 优选地，所述推力调心滚子轴承和所述圆锥滚子轴承面对面设置。[0012] 优选地，所述推力调心滚子轴承位于所述调心滚子轴承和所述圆锥滚子轴承之间。

[0013] 优选地，所述传动轴远离所述调心滚子轴承的一端螺纹连接有两个螺母，以轴向压紧所述圆锥滚子轴承，两个所述螺母之间设有止动垫圈。

[0014] 优选地，所述传动轴设有外花键，所述外花键与用于传递动力的齿圈配合连接。[0015] 优选地，所述传动轴的一端设有：[0016] 用于与钻具连接的内花键；[0017] 用于与固定所述钻具的螺钉配合的螺纹孔。[0018] 优选地，所述传动轴的两端分别设有密封组件。[0019] 优选地，单个所述密封组件包括：[0020] 与所述箱体连接的连接板；[0021] 与所述连接板相连的压紧板；[0022] 夹设于所述连接板和所述压紧板之间的两个唇形密封圈，两个所述唇形密封圈之间夹设有隔离环。

[0023] 优选地，所述连接板设有用于向所述唇形密封圈和所述传动轴之间注入油脂的直通式压注油杯。一种水平钻机，包括主驱动，所述主驱动为上述任意一种钻机用主驱动装

置。

[0024] 本实用新型提供的钻机用主驱动装置，通过调心滚子轴承、推力调心滚子轴承以及圆锥滚子轴承三种轴承的组合形式，可实现钻进过程中的调向功能，并使传动轴能够适

应其受钻进推力作用产生的挠度。

[0025] 因此，该钻机用主驱动装置尤其适用于长距离可调向和传动轴会产生较大挠度的场合，例如，可将其应用于进行岩石隧道施工的千米水平钻机。

[0026] 本实用新型提供的水平钻机，包括上述钻机用主驱动装置，具有调向功能。附图说明[0027] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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

可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0028] 图1为本实用新型具体实施例所提供的钻机用主驱动装置的剖视图；[0029] 图2为图1所示钻机用主驱动装置安装于支架后的剖视图；[0030] 图3为图1中密封组件的结构示意图。[0031] 图1至图3中的附图标记如下：[0032] 1为传动轴、11为螺母、12为止动垫圈、13为内花键、14为螺纹孔、2为箱体、21为减速箱面板、22为支架、3为调心滚子轴承、4为推力调心滚子轴承、5为圆锥滚子轴承、6为齿

圈、71为连接板、72为压紧板、73为唇形密封圈、74为隔离环、75为直通式压注油杯、8为液压

马达、9为减速机。

具体实施方式[0033] 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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的

实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下

所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0034] 本实用新型的核心是提供一种钻机用主驱动装置，能够适应钻机在钻进过程中的调向。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述钻机用主驱动装置的水平钻机，具有调

向功能。

[0035] 请参考图1?图3，图1为本实用新型具体实施例所提供的钻机用主驱动装置的剖视图；图2为图1所示钻机用主驱动装置安装于支架后的剖视图；图3为图1中密封组件的结构

示意图。

[0036] 本实用新型提供一种钻机用主驱动装置，包括传动轴1和用于承载的箱体2，传动轴1通过调心滚子轴承3、推力调心滚子轴承4以及圆锥滚子轴承5安装于箱体2上，其中，调

心滚子轴承3靠近传动轴1用于连接钻具的一端设置。

[0037] 可以理解的是，调心滚子轴承3具有一定的承载能力，并且具有调心能力，因此，能够达到在钻进过程中调向的目的，并使传动轴1能够适应受钻进推力作用产生的挠度影响。

[0038] 推力调心滚子轴承4和圆锥滚子轴承5则配合作用，共同承受轴向载荷和径向载荷。

[0039] 同时，由于推力调心滚子轴承4也具有调心能力，因此，能够适应调向，并可使传动轴1进一步适应其受钻进推力作用产生的挠度。

[0040] 由此可见，本实用新型提供的钻机用主驱动装置，通过调心滚子轴承3、推力调心滚子轴承4以及圆锥滚子轴承5三种轴承的组合形式，可实现钻进过程中的调向功能，并使

传动轴1能够适应其受钻进推力作用产生的挠度。

[0041] 因此，该钻机用主驱动装置尤其适用于长距离可调向和传动轴1会产生较大挠度的场合，例如，可将其应用于进行岩石隧道施工的水平钻机，尤其是千米水平钻机。

[0042] 需要说明的是，本实用新型对推力调心滚子轴承4和圆锥滚子轴承5的具体配合方式不做限定，作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，推力调心滚子轴承4和圆锥滚

子轴承5面对面设置。

[0043] 也就是说，本实施例通过将推力调心滚子轴承4和圆锥滚子轴承5面对面安装，来使载荷作用中心处于轴承中心线之内，该种设置方式的结构简单，便于拆装。

[0044] 进一步地，为了能够更好的适应调向，推力调心滚子轴承4位于调心滚子轴承3和圆锥滚子轴承5之间，如图1所示。

[0045] 另外，为了提供足够的轴向预紧力，在上述实施例的基础之上，传动轴1远离调心滚子轴承3的一端螺纹连接有两个螺母11，以轴向压紧圆锥滚子轴承5，两个螺母11之间设

有止动垫圈12。

[0046] 也就是说，安装时，将两个螺母11拧紧在传动轴1上，以通过螺母11与传动轴1的螺纹配合，来提供足够的轴向压紧力。

[0047] 可以理解的是，钻机用主驱动装置通常包括液压马达8和减速机9等动力源，动力源通过与传动轴1相连的齿圈6将动力传递至传动轴1，为了提升传动轴1的承扭能力，在上

述实施例的基础之上，传动轴1设有外花键，外花键与用于传递动力的齿圈6配合连接。

[0048] 也就是说，本实施例中的齿圈6与传动轴1通过外花键固定连接，这可确保齿圈6与传动轴1连接的牢固性，使传动轴1的承扭能力强。

[0049] 钻机用主驱动装置工作时，由液压马达8提供扭矩，经减速机9减速，通过齿圈6将扭矩传递至传动轴1，也即，扭矩从液压马达8依次传递至减速机9、齿圈6和传动轴1，最终通

过传动轴1传递到钻具，实现钻机的钻进。

[0050] 如图1所示，液压马达8和减速机9组装后通过法兰和螺栓安装在箱体2上。[0051] 为了确保传动轴1到钻具的扭矩传递，在上述实施例的基础之上，传动轴1的一端设有内花键13和螺纹孔14，内花键13用于与钻具连接，螺纹孔14用于与固定钻具的螺钉配

合连接。

[0052] 可见，通过这种方式将传动轴1的扭矩传递至钻具，提升了承扭能力。[0053] 考虑到传动轴1两端的密封性，在上述实施例的基础之上，传动轴1的两端分别设有密封组件，以密封传动轴1与箱体2的连接处。

[0054] 本实施例对密封组件的具体结构不做限定，作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，单个密封组件包括两个唇形密封圈73、隔离环74、连接板71以及压紧板72等。

[0055] 具体地，两个唇形密封圈73主要起到密封作用，隔离环74设于两个唇形密封圈73之间，以将两者隔开。

[0056] 可以理解的是，可以通过在隔离环74上设置油道，来向唇形密封圈73与传动轴1的密封处加注润滑油，确保两个唇形密封圈73与传动轴1之间的润滑油均衡。

[0057] 连接板71与箱体2固定连接，以对密封组件起到固定作用。[0058] 压紧板72固设于连接板71上，与连接板71形成用于容纳两个唇形密封圈73的空间，以使两个唇形密封圈73夹设于连接板71和压紧板72之间，达到两个唇形密封圈73固定

的目的。

[0059] 可以理解的是，唇形密封圈73和传动轴1之间存在滑动摩擦，为了减小磨损，在上述实施例的基础之上，连接板71设有用于向唇形密封圈73和传动轴1之间注入油脂的直通

式压注油杯75。

[0060] 也就是说，本实施例通过直通式压注油杯75向唇形密封圈73和传动轴1之间注入油脂，以降低两者的磨损速度，同时加强密封效果。

[0061] 优选地，直通式压注油杯75与隔离环74上设置的油道连通。需要说明的是，在上述各个实施例中，考虑到安装的方便性，优选地，如图1所示，箱体2与减速箱面板21相连。

[0062] 调心滚子轴承3优选通过减速箱面板21安装于箱体2上。[0063] 靠近传动轴1用于连接钻具一端的密封组件的连接板71与减速箱面板21相连。另外，如图2所示，在钻机推进过程中，钻进推力通过支架22传递至箱体2，再由箱体2传递至推

力调心滚子轴承4，进而传递到传动轴1，最终由传动轴1传递至钻具。

[0064] 除了上述钻机用主驱动装置，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的钻机用主驱动装置的水平钻机，该水平钻机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘

述。

[0065] 本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。

[0066] 以上对本实用新型所提供的钻机用主驱动装置及水平钻机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用

于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员

来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些

改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。