多倍率提升的动力头装置及钻机

权利要求书： 1.一种多倍率提升的动力头装置，其特征在于，包括：滑移架；

动力头箱，所述动力头箱与所述滑移架连接；

承力座，所述承力座与所述滑移架连接，所述承力座上形成有避让结构，所述避让结构用于供与所述动力头箱连接的动力头的杆体穿过，所述动力头的杆体上装有止挡结构，所述止挡结构设置的高度高于所述承力座，所述止挡结构在所述承力座上的水平投影分布于所述避让结构所在区域的外侧；

滑轮，所述滑轮转动安装于所述承力座上。

2.根据权利要求1所述的多倍率提升的动力头装置，其特征在于，所述承力座与所述动力头箱沿所述滑移架的滑动方向设置，所述滑轮安装于所述承力座上远离所述动力头箱的一侧。

3.根据权利要求1所述的多倍率提升的动力头装置，其特征在于，所述滑移架包括滑座与转接架，所述滑座与所述转接架可拆卸式连接，所述转接架分别与所述动力头箱及所述承力座可拆卸式连接。

4.根据权利要求3所述的多倍率提升的动力头装置，其特征在于，所述转接架包括第一联板与第二联板，所述第一联板形成于所述动力头箱上，所述第一联板与所述滑座的端面垂直，所述第二联板与所述滑座的端面呈锐角，所述第一联板的一端可拆卸式连接所述滑座，所述第一联板的另一端与所述第二联板的一端铰接，所述第二联板的另一端可拆卸式连接所述滑座。

5.根据权利要求1所述的多倍率提升的动力头装置，其特征在于，所述避让结构为形成于所述承力座上的通孔，所述止挡结构为法兰，所述法兰的直径大于所述通孔的直径。

6.根据权利要求1所述的多倍率提升的动力头装置，其特征在于，所述动力头箱与扶正杆连接，所述扶正杆平行于所述动力头的轴线设置，所述扶正杆上装有可沿其轴向滑动的转接座，所述转接座与所述动力头通过回转支承结构连接。

7.根据权利要求1至6任一所述的多倍率提升的动力头装置，其特征在于，所述滑轮设置有两个，分别为第一滑轮与第二滑轮，所述第一滑轮与所述第二滑轮的旋转轴线呈钝角排布，以使得所述第一滑轮与所述第二滑轮之间形成相对应的小口端与大口端，所述小口端朝向所述滑移架，所述第一滑轮与所述第二滑轮相对于所述滑移架上的沿其滑动方向的轴对称面呈对称分布。

8.根据权利要求1至6任一所述的多倍率提升的动力头装置，其特征在于，所述承力座包括承力台与滑轮支架，所述滑轮支架安装于所述承力台上远离所述动力头箱的一侧，所述滑轮支架上转动安装所述滑轮。

9.一种钻机，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述的多倍率提升的动力头装置。

10.根据权利要求9所述的钻机，其特征在于，包括桅杆、吊锚架及如权利要求7所述的多倍率提升的动力头装置；所述吊锚架安装于所述桅杆上；所述吊锚架包括第一悬臂梁、第二悬臂梁及横梁；所述第一悬臂梁与所述第二悬臂梁的一端呈锐角，所述横梁的一端连接所述第一悬臂梁的中部，另一端连接所述第二悬臂梁的中部；所述第一悬臂梁的另一端安装有第一定滑轮，所述横梁上装有第二定滑轮，所述第二悬臂梁的另一端装有第三定滑轮，所述第一定滑轮与第一滑轮的竖直投影相重合，所述第三定滑轮与第二滑轮的竖直投影相重合。

说明书： 多倍率提升的动力头装置及钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及钻机技术领域，尤其涉及一种多倍率提升的动力头装置及钻机。背景技术[0002] 长螺旋钻机是一种用于土层成孔作业的桩工设备，具体是一种能够在实现长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工的同时，进行边提钻边灌注的钻孔设备。长螺旋钻机具有较快的钻进

速，因在钻进过程中需要同时完成提钻和灌注，故需要较大的加压力及提升力。

[0003] 为了确保钻进过程中的加压力与提升力，现有的长螺旋钻机通常采用二倍率或四倍率提升的动力头装置。动力头装置包括滑移架、动力头箱及滑轮，其中，滑移架用于沿着

长螺旋钻机的桅杆作升降运动，滑移架通过左、右两侧的联板连接动力头箱，并由动力头箱

驱动钻杆进行钻进。

[0004] 然而，现有的动力头装置设计不合理，整体机械强度差。在二倍率形式中，动力头装置直接将一个滑轮安装于滑移架上，导致滑移架的结构强度不足，进而整个动力头装置

的结构强度不足。在四倍率形式中，动力头装置直接将两个滑轮安装于左、右两侧的联板

上，可在一定程度上避免在滑移架的直接受力，但是，由于钻杆安装于动力头箱上，由动力

头箱内的驱动机构驱动钻杆转动，动力头箱的箱体不具备高强的机械强度，在钻杆起拔时，

钻杆上因携带大量的泥土而具有较大的载荷，钻杆所受到的压力将直接作用于动力头箱

上，易造成动力头箱的损坏。

实用新型内容

[0005] 本实用新型提供一种多倍率提升的动力头装置及钻机，用以解决现有的动力头装置的滑移架或动力头装置的箱体难以承受较大的作用力，导致动力头装置存在整体机械强

度差的问题。

[0006] 本实用新型提供一种多倍率提升的动力头装置，包括：滑移架、动力头箱、承力座及滑轮；所述动力头箱与所述滑移架连接；所述承力座与所述动力头箱连接，所述承力座上

形成有避让结构，所述避让结构用于供与所述动力头箱连接的动力头的杆体穿过，所述动

力头的杆体上装有止挡结构，所述止挡结构设置的高度高于所述承力座，所述止挡结构在

所述承力座上的水平投影分布于所述避让结构所在区域的外侧；所述滑轮转动安装于所述

承力座上。

[0007] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述承力座与所述动力头箱沿所述滑移架的滑动方向设置，所述滑轮安装于所述承力座上远离所述动力头箱的一

侧。

[0008] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述滑移架包括滑座与转接架，所述滑座与所述转接架可拆卸式连接，所述转接架分别与所述动力头箱及所述承力

座可拆卸式连接。

[0009] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述转接架包括第一联板与第二联板，所述第一联板形成于所述动力头箱上，所述第一联板与所述滑座的端面垂直，

所述第二联板与所述滑座的端面呈锐角，所述第一联板的一端可拆卸式连接所述滑座，所

述第一联板的另一端与所述第二联板的一端铰接，所述第二联板的另一端可拆卸式连接所

述滑座。

[0010] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述避让结构为形成于所述承力座上的通孔，所述止挡结构为法兰，所述法兰的直径大于所述通孔的直径。

[0011] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述动力头箱与扶正杆连接，所述扶正杆平行于所述动力头的轴线设置，所述扶正杆上装有可沿其轴向滑动的转接

座，所述转接座与所述动力头通过回转支承结构连接。

[0012] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述滑轮设置有多个，多个所述滑轮的旋转轴线分布于垂直于所述滑移架的滑动方向的同一平面上。

[0013] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述承力座上的各个所述滑轮用于沿圆周排布于所述动力头的周围，相邻的两个所述滑轮的旋转轴线呈钝角排布。

[0014] 根据本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置，所述滑轮设置有两个，分别为第一滑轮与第二滑轮，所述第一滑轮与所述第二滑轮之间形成相对应的小口端与大口

端，所述小口端朝向所述滑移架，所述第一滑轮与所述第二滑轮相对于所述滑移架上的沿

其滑动方向的轴对称面呈对称分布。

[0015] 根据本实用新型一个实施例的多倍率提升的动力头装置，所述承力座包括承力台与滑轮支架，所述滑轮支架安装于所述承力台上远离所述动力头箱的一侧，所述滑轮支架

上转动安装所述滑轮。

[0016] 本实用新型实施例还提供一种钻机，包括如上所述的多倍率提升的动力头装置。[0017] 根据本实用新型提供的一种钻机，包括桅杆及吊锚架；所述吊锚架安装于所述桅杆上；所述吊锚架包括第一悬臂梁、第二悬臂梁及横梁；所述第一悬臂梁与所述第二悬臂梁

的一端呈锐角，所述横梁的一端连接所述第一悬臂梁的中部，另一端连接所述第二悬臂梁

的中部；所述第一悬臂梁的另一端安装有第一定滑轮，所述横梁上装有第二定滑轮，所述第

二悬臂梁的另一端装有第三定滑轮，所述第一定滑轮与第一滑轮的竖直投影相重合，所述

第三定滑轮与第二滑轮的竖直投影相重合。

[0018] 本实用新型实施例提供的一种多倍率提升的动力头装置及钻机，通过设置承力座，在承力座上设置滑轮与避让结构，并设置动力头的杆体上的止挡结构与承力座形成止

挡，则在钻机提升的过程中，滑轮上所受到的力直接作用于承力座上，并不会对滑移架与动

力头箱产生作用力，同时在钻杆起拔时，由承力座主要承受钻杆上的压力，大幅度减小了钻

杆与动力头箱之间的相互作用力，对动力头箱形成了有效的保护，确保了动力头装置整体

的机械强度，满足了钻机进行多倍率提升的需求。

附图说明[0019] 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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是

本实用新型的一些实施例，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。

[0020] 图1是本实用新型提供的一种多倍率提升的动力头装置的结构示意图；[0021] 图2是本实用新型提供的一种钻机的结构示意图；[0022] 图3是本实用新型提供的一种吊锚架的结构示意图。[0023] 附图标记：[0024] 1：动力头装置；11：滑移架；110：滑座；[0025] 111：转接架；1110：第一联板；1111：第二联板；[0026] 12：动力头箱；13：承力座；131：承力台；[0027] 132：滑轮支架；133：避让结构；14：第一滑轮；[0028] 15：第二滑轮；2：桅杆；3：吊锚架；[0029] 31：第一悬臂梁；32：第二悬臂梁；33：横梁；[0030] 4：第一定滑轮；5：第二定滑轮；6：第三定滑轮；[0031] 7：第四定滑轮；8：第五定滑轮；9：动力头；[0032] 91：止挡结构；92：回转支承结构；10：扶正杆。具体实施方式[0033] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域的普通技术人员在没有作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。

[0034] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地

连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于

本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0035] 参见图1，本实施例提供了一种多倍率提升的动力头装置，简称之为动力头装置1，该动力头装置1包括滑移架11、动力头箱12、承力座13及滑轮；动力头箱12与滑移架11相连

接；承力座13与动力头箱12沿滑移架11的滑动方向设置，承力座13与动力头箱12相连接，承

力座13上形成有避让结构133，避让结构133用于供与动力头箱12连接的动力头9的杆体穿

过，动力头9的杆体上装有止挡结构91，止挡结构设置的高度高于承力座13，止挡结构91在

承力座13上的水平投影分布于避让结构133所在区域的外侧；滑轮转动安装于承力座13上

远离动力头箱12的一侧，其中，本实施例所示的动力头装置1在应用于长螺旋钻机的情况

下，动力头9可以为本领域所公知的CFA钻杆，该CFA钻杆在图1中未示意图。

[0036] 具体的，由于现有的动力头装置只是将动力头直接安装于动力头箱的机构孔中，在钻杆起拔时，钻杆所受到的压力容易造成动力头箱的损坏。同时，为了实现多倍率的提

升，现有的动力头装置将多个滑轮安装于滑轮座上，并将滑轮座安装于动力头装置的左、右

联板之间，由于滑轮座要为动力头提供避让空间，导致整个动力头装置结构不够紧凑，不利

于布置较大功能的驱动装置，且在实际操作中也不便于滑轮的安装。

[0037] 为了解决上述问题，本实施例通过设置承力座13，将滑轮与动力头箱12沿滑移架11的滑移方向安装于承力座13的两侧，并将承力座13与动力头转动连接，则在钻机提升的

过程中，滑轮上所受到的力直接作用于承力座13上，并不会对滑移架11与动力头箱12产生

作用力，同时在钻机的钻杆起拔时，由承力座13主要承受钻杆上的压力，大幅度减轻了钻杆

与动力头箱12之间的相互作用力，从而减小了动力头箱12的箱体的损耗，对动力头箱12形

成了有效的保护，确保了动力头装置1整体的机械强度，延长了其使用寿命；与此同时，本实

施例还便于在承力座13上进行滑轮的安装，由于整个动力头装置1所受到的作用力主要集

中于承力座13上，可在动力头箱12布置扭转力较大的减速电机，有利于提升钻机的性能，并

满足了钻机进行多倍率提升的需求。

[0038] 在此应指出的是，本实施例所示的滑移架11的一侧面设置有滑槽，滑槽与钻机的桅杆的侧壁滑动连接，可将滑移架11远离滑槽的另一侧面连接动力头箱12。在滑移架11沿

着钻机的桅杆进行升降运动的情况下，承力座13的上侧面转动安装滑轮，承力座13的下侧

面可以直接或间接的方式连接动力头箱12，其中，为了确保滑轮转动的稳定性，使得动力头

装置1能够稳定地进行升降，本实施例所示的滑轮的旋转轴线呈水平分布。

[0039] 如图1所示，本实施例所示的滑移架11包括滑座110与转接架111，滑座110与转接架111可拆卸式连接，转接架111分别与动力头箱12及承力座13可拆卸式连接。由此，可在不

改变现有的动力头箱12的结构的情况下，实现承力座13与动力头箱12之间的可靠连接，可

大幅度减小对现有的动力头装置的改装难度，易于实施。

[0040] 如图1所示，为了进一步确保滑移架11与动力头箱12之间及动力头箱12与承力座13之间连接的可靠性和便捷性，本实施例所示的转接架111包括第一联板1110与第二联板

1111，第一联板1110形成于动力头箱12上，第一联板1110与滑座110的端面垂直，第二联板

1111与滑座110的端面呈锐角，第一联板1110的一端可通过销轴可拆卸式连接滑座110，第

一联板1110的另一端与第二联板1111的一端通过销轴相铰接，第二联板1111的另一端通过

销轴可拆卸式连接滑座110。如此，第一联板1110、第二联板1111及滑座110的端面构成了稳

定的三角形结构，其中，滑座110的端面为滑座110远离其滑槽的一侧面。

[0041] 在此应指出的是，本实施例在滑座110上装有对应其滑移方向的两侧边排布的两套转接架111，在两套转接架111之间安装动力头箱12与承力座13。

[0042] 如图1所示，本实施例所示的避让结构133为形成于承力座13上的通孔，该通孔用于供钻杆的杆体穿过；本实施例所示的止挡结构91为法兰，法兰的直径大于通孔的直径。如

此，在钻杆起拔时，钻杆上的法兰直接挂接于承力座13上，由承力座13来承受钻杆上的压

力，从而对动力头箱12形成了有效的保护。

[0043] 如图2所示，本实施例所示的动力头箱12与扶正杆10连接，扶正杆10平行于钻杆的轴线设置，扶正杆10上装有可沿其轴向滑动的转接座，转接座与钻杆的尾端通过回转支承

结构92连接，其中，钻杆上的法兰设置于回转支承结构与承力座13之间。

[0044] 优选地，本实施例所示的滑轮设置有多个，多个滑轮的旋转轴线分布于垂直于滑移架11的滑动方向的同一平面上。由此，在通过穿过各个滑轮的吊绳进行提升时，各个滑轮

可实现同步提升，并确保了提升的稳定性；同时，由于各个滑轮安装于同一平面上，可大大

简化对各个滑轮安装施工的难度。

[0045] 基于上述实施例的进一步改进，为了在实现多倍率提升的同时，确保动力头装置1整体结构的紧凑性，本实施例设置承力座13上的各个滑轮沿圆周排布于钻杆的周围，相邻

的两个滑轮的旋转轴线呈钝角排布。

[0046] 具体的，本实施例对各个滑轮的排布进行设置，既为钻杆的安装布置提供了避让空间，又便于实现对滑轮的安装。同时，通过将相邻的两个滑轮的旋转轴线呈锐角排布，可

使得吊绳在绕过其中一个滑轮后，便于在吊锚架3上定滑轮的引导下，吊绳以较为适宜的角

度绕过相邻的另一个滑轮，确保了吊绳的提升效果，延长了吊绳的使用寿命，可使得各个滑

轮能够实现同步稳定提升。

[0047] 基于上述实施例的进一步改进，本实施例所示的滑轮设置有两个，分别为第一滑轮14与第二滑轮15，第一滑轮14与第二滑轮15相对于沿滑移架11的滑动方向的轴对称面呈

对称分布，第一滑轮14与第二滑轮15之间形成相对应的小口端与大口端，第一滑轮14与第

二滑轮15的小口端朝向滑移架11。在此，通过对第一滑轮14与第二滑轮15的安装位置及朝

向进行设置，可更加合理地利用承力座13上的有限空间，便于实现对第一滑轮14与第二滑

轮15的安装，确保钻机提升的稳定性。同时，基于第一滑轮14与第二滑轮15的共同作用，本

实施例所示的动力头装置1可实现四倍率提升。

[0048] 在此应指出的是，本实施例所示的承力座13包括承力台131与滑轮支架132，滑轮支架132安装于承力台131上远离动力头箱12的一侧，滑轮支架132上转动安装滑轮，其中，

通孔开设于承力台131上。本实施例不限于在承力座13上安装上述的第一滑轮14与第二滑

轮15，可根据钻机的实际提升需求，可在承力座13的布置空间允许的情况下，在承力座13上

安装三个以上滑轮，从而增强多倍率提升的效果。

[0049] 优选地，本实施例还提供一种钻机，包括如上所述的多倍率提升的动力头装置1。[0050] 具体的，现有的钻机通常包括底盘、行走机构、回转机构、桅杆、吊锚架、卷扬机构及动力头装置，其中，底盘、行走机构、回转机构及卷扬机构在图2中未具体示意出。

[0051] 如图2与图3所示，本实施例所示的滑移架11与桅杆2的侧壁沿着桅杆2的长度方向滑动连接；吊锚架3安装于桅杆2的顶端，吊锚架3安装于桅杆2上；吊锚架3包括第一悬臂梁

31、第二悬臂梁32及横梁33；第一悬臂梁31与第二悬臂梁32的一端呈锐角，横梁33的一端连

接第一悬臂梁31的中部，另一端连接第二悬臂梁32的中部；第一悬臂梁31的另一端安装有

第一定滑轮4，横梁33上装有第二定滑轮5，第二悬臂梁32的另一端装有第三定滑轮6，第一

定滑轮4与第一滑轮14的竖直投影相重合，第三定滑轮6与第二滑轮15的竖直投影相重合。

[0052] 由此，在实现动力头装置1的提升时，可将钻机上卷扬机构上的吊绳的一端依次绕过第一定滑轮4、第一滑轮14、第二定滑轮5、第二滑轮15及第三定滑轮6，最后固定在吊锚架

3上。

[0053] 如图2所示，为了实现吊绳在吊锚架3上按照预设的力传导路径进行布置，本实施例还可在第一悬臂梁31的一端安装第四定滑轮7，在第二悬臂梁32的一端安装第五定滑轮

8。由此，在其中一种布置路径中，卷扬机构上的吊绳可先绕过第四定滑轮7后，再依次绕过

第一定滑轮4、第一滑轮14、第二定滑轮5、第二滑轮15及第三定滑轮6，最后固定在吊锚架3

上。相应地，在另一种布置路径中，卷扬机构上的吊绳也可先绕过第五定滑轮8后，再依次绕

过第三定滑轮6、第二滑轮15、第二定滑轮5、第一滑轮14及第一定滑轮4，最后固定在吊锚架

3上，其中，本实施例所示的吊绳可以为本领域所公知的钢丝绳。

[0054] 在此，本实施例通过将第一悬臂梁31、第一定滑轮4及第一滑轮14在同一竖直面上设计为一致的排布结构，将第二悬臂梁32、第三定滑轮6及第二滑轮15在同一竖直面上设计

为一致的排布结构，可大幅度减小吊锚架3上的承力，使得吊锚架3上承力均匀分布，确保了

钻机提升时的稳定性，并延长了吊绳的钢丝绳的寿命。

[0055] 以上所述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、改进等，均应包含在本实用新型

的保护范围之内。