JDX-型钻机动力头
图5-2为JDX-1500型液压动力头岩心钻机液压卡盘结构图。
液压动力头岩心钻机设计与使用
图5-2 JDX-1500型钻机卡盘结构图|1—外罩；2—盖板；3—压板；4—卡瓦；5—压板；6—活塞；7—卡瓦座；8—支撑环；9—外缸套；10—碟形弹簧；11—下壳体；12—主轴；13—推力轴承
该卡盘为采用斜面式增力夹紧结构的常闭型液压卡盘。卡盘由活塞、液压缸、碟形弹簧、卡瓦等组成。一组碟形弹簧装在卡盘壳体内，一端坐在空心主轴的台肩上，另一端与卡瓦座相连。卡盘不工作时处于夹紧状态，当卡盘环状液压缸上腔进压力油时，活塞下移且压缩弹簧，使卡瓦向外移动，松开钻杆；当液压缸上腔回油时，弹簧力推动活塞上移，使卡瓦向中心移动，从而夹持钻杆。
卡瓦座7的内孔有5条T形槽见图5-3。压板3用螺钉与卡瓦4固定，插在T形槽内，卡瓦座可做轴向移动。在卡瓦座受下面碟形弹簧10的作用力上推时，卡瓦不能向上移动，因为它镶在主轴12的长槽内见图5-4。上面有压板5压住，只能在斜面作用下，5块卡瓦同时向中心移动，夹紧机上钻杆；当液压缸进入高压油压缩碟簧时，在活塞6的作用下，卡瓦座下移，在斜面作用下，5块卡瓦同时外移，松开钻杆。
图5-3 卡瓦座
图5-4 主轴
回转器是动力头钻机的重要部件。其主要功用是带动钻具回转，为钻头有效破碎岩石提供合理的转速和扭矩。回转器性能的好坏直接影响钻进效率和钻孔质量。
动力头回转器主要由液压马达、变速器、减速器、液压卡盘等部件组成。
1.钻进工艺对回转器的要求
（1）回转器的转速与扭矩应能适应孔内钻进情况变化的需要。钻进过程中，由于岩层性质、钻孔直径、钻进方法和钻进规程的变化，钻头钻取岩石的转速与扭矩也随之变化。例如：
钻进均质软岩，转速高，扭矩小。
钻进裂隙、破碎与软硬不均的岩层时，采用低转速，承受中等转矩或小扭矩。
钻进卵石、砾石层或扩孔时，要低转速，大扭矩，并且经常出现扭转冲击。此时回转器承受的扭矩变化幅度大。
因此，要求回转器具有一定的调速范围，并希望在其调速范围内能无级调节。
金刚石钻进最高转速常在800～1500r/min；合金钻进转速100～500r/min。
岩心钻机回转器的扭矩较小，千米钻机一般为500～5000N·m。
（2）回转器具有1～2个较低（例如100～150r/min）的反转速度，以满足处理事故及特种钻进工艺的需要。
（3）回转器应有良好的定向和导向作用，以便钻进时保证钻孔的设计倾角。
（4）根据钻进要求，回转器应能在一定范围内变更倾角，以便钻进不同方位的钻孔。
（5）回转器的通孔直径应能通过所需钻杆的直径。
（6）回转器应回转平稳，振动和噪音要小。
2.动力头回转器结构
以JDX-1500型动力头钻机回转器为例说明回转器结构，如图4-2可知，该回转器采用 双点变量液压马达驱动，五级变速，再经过齿轮减速把动力传递给主轴。主轴上装有弹簧 卡紧液压松开式卡盘，用来夹持钻具。液压马达通过支架与变速器输入轴相连接，变速器 经连接板安装在减速器上，其输出轴安装在轴齿轮内孔中，经中间齿轮传动大齿轮，大齿 轮用双键与空心主轴连接。
液压卡盘夹紧钻具是通过碟形弹簧的轴向压力，经过推力轴承利用卡瓦座上的斜面 推动卡瓦向内移动卡住钻具。松开钻具是通过油管接头引入高压油，液压缸体为固定件，活塞下行，使卡瓦座下滑，通过卡瓦挡板带动卡瓦向外移动以松开钻具。
润滑泵是用来强制润滑变速器和减速器齿轮和轴承的，减速器箱体也是蓄油箱。
JDX-1500型变速器采用CAS5-25型汽车变速器，CAS5-25型变速器以五速全同步，单滑轨换挡，壳体垂直对分，一轴、二轴采用深沟球轴承，中间轴采用圆锥滚子轴承支承。采用同步器换挡迅速方便，传动齿轮均为斜齿圆柱齿轮，强度高，工作平稳，噪音小。
图4-2 JDX-1500型钻机动力头结构图
JDX-1500型液压岩心钻机动力头采用双点变量液压马达驱动，五级变速，再经过齿轮减速把动力传递给主轴。主轴上端安装有弹簧卡紧液压松开式卡盘，用来夹持钻具。
从图2-3JDX-1500型钻机动力头结构图中可知，液压马达通过支架与变速器输入轴相连接，变速器经连接板安装在减速器上，其输出轴安装在轴齿轮内孔中，经中间齿轮传动大齿轮，大齿轮用双键与空心主轴连接。
液压卡盘夹紧钻具是通过碟形弹簧的轴向压力，经过推力轴承利用卡瓦座上的斜面推动卡瓦向内移动卡住钻具。松开钻具是通过油管接头引入高压油，液压缸体为固定件，活塞下行，使卡瓦座下滑，通过卡瓦挡板带动卡瓦向外移动以松开钻具。
润滑泵是用来强制润滑变速器和减速器齿轮和轴承的，减速器箱体也是蓄油箱。
JDX-1500型变速器采用CAS5-25型汽车变速器，该变速器的结构见图2-4。CAS5-25型变速器以五速全同步，单滑轨换挡，壳体垂直对分，一轴、二轴采用深沟球轴承，中间轴采用圆锥滚子轴承支承。采用同步器换挡迅速方便，传动齿轮均为斜齿圆柱齿轮，强度高，工作平稳，噪音小。
采用此变速器输入轴与输出轴两端要重新设计，以适应主轴输入端与液压马达连接，输出端与减速器输入轴连接。
CAS5-25型变速器技术参数
中心距/mm 85
最大输入转矩/Nm 250
质量/kg 铸铁壳体56/铸铝壳体40
挡位 前进五挡（全采用同步器） 倒退一挡
图2-3 JDX-1500型钻机动力头结构图
图2-4 CAS5-25型变速器
外形尺寸 长×宽×高 628mm×272mm×396mm
变速比如表2-2所示。
表2-2 有无超速挡变速器的变速比对比
从以上速比看，无超速挡变速器正符合岩心钻机对变速器速比的要求。最大输入转矩250N·m，再经减速器增大转矩能满足1000m 岩心钻机对转矩的要求。
如标准变速器从输入功率看满足钻机设计要求，变速各挡速比合适，外形尺寸、质量也不大，应当选用标准变速器。标准变速器专业厂家制造能保证产品质量，工作可靠，维修、换件容易。
JDX-1500型动力头上的减速器为齿轮传动减速器，考虑变速器与液压卡盘的安装对中心距的要求，在齿轮传动中主动齿轮与从动齿轮间安装一中间轮，齿轮为斜齿圆柱齿轮。
回转器结构[～]
JDX-1500型变速器采用CAS5-25型汽车变速器，CAS5-25型变速器以五速全同步，单滑轨换挡，壳体垂直对分，一轴、二轴采用深沟球轴承，中间轴采用圆锥滚子轴承支承。采用同步器换挡迅速方便，传动齿轮均为斜齿圆柱齿轮，强度高，工作平稳，噪音小。图4-2 JDX-1500型钻机动力头结构图 ...
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