旋转式矿井钻机的扭矩控制装置制造方法及图纸

一种在旋转式矿井钻机中用的缓冲冲击的旋转驱动联轴节组件中的，用于减少有害扭矩的装置，上述装置具有：一块可与旋转钻机的驱动轴连接的驱动板；一块可与上述带有一个钻头的从动轴连接的从动板；一个把驱动板与从动板联结的中央部分，其中，该中央部分有一个可变形的缓冲冲击，吸收振动和扭矩的构件，以及由与驱动板连接的第一结合构件和与从动板连接的第二结合构件组成的扭矩卸除装置。此外，还设有一个安装在从动板上位于驱动板上方的，可供选择的张力卸除构件。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及深孔钻机中减振和缓冲冲击的设施的扭矩控制装置，更具体的说，涉及旋转式钻机在工作时用于吸收轴向力和扭力的扭矩控制装置。在各种类型的钻孔工作过程中，钻头都是一面旋转一面在压力下被迫向下运动，以便贯穿地层。这种钻孔工作要求对钻头施加相当大的向下的力，和相当大的扭矩，以便转动钻头。例子之一是通常的旋转式深孔钻机，它包括一台巨大的钻机，上面装有旋转驱动机构。通常，上述钻机的旋转驱动装置能够沿着要钻的地层的正上方的基本上垂直的轴线升降。此外，在旋转驱动装置上连接着一段或者一组钻杆以便沿着基本上垂直的方向从驱动装置向下延伸。在钻杆的下端固定着一个钻头。钻机的旋转驱动头驱动钻杆和钻头以所要求的速度旋转。然后，旋转驱动装置与钻杆和钻头一起向下降，使钻头与要钻进的地层表面接触。然后继续向旋转的钻杆和钻头施加向下的压力，迫使钻头向下切入地层。在钻孔工作进行的过程中，强迫空气通过驱动头的内部，通过钻杆和钻头，把切屑吹出钻孔，保持清洁的工作表面，以便于钻头在上面工作。当钻孔的深度足够容纳第一段钻杆时，就把钻机的旋转驱动装置从钻杆上卸开，并提升到原来的高度。然后把第二段钻杆连接在旋转驱动装置和第一段钻杆之间。然后再开动旋转驱动装置，继续钻孔工作。如此重复上述程序，直到钻孔达到所需要的深度。为了消除钻孔设备受到的振动和冲击，采取了各种各样的装置来抑制旋转钻机在工作过程中的振动和吸收扭力。这种装置通常包括一个连接在钻机的旋转驱动头和钻杆之间的力量缓冲装置。在某些例子中，力量缓冲装置具有用来吸收振动和冲击的弹性材料，以便消耗掉伴随着钻孔工作产生的不希望有的能量。在美国专利文献US 3,746,330和US 3,947,009中，公开了一种装设在旋转式钻机的一串管状钻杆的驱动轴和从动轴之间的弹性联轴节。在一组轴向隔开距离的，围绕着驱动轴和从动轴的驱动板、从动板和压力板之间，夹着一组弹性盘。由从动板上伸出来的凸销伸进弹性盘内，而在驱动板和压力板之间有紧固装置，用来把弹性盘夹紧在一起，并且和凸销与紧固装置成为一个整体。美国专利文献US 4,109,488中公开了一种用在旋转式深孔钻机上的缓冲冲击的旋转驱动联轴节。这种联轴节有两块平行的水平板。其中的一块板，即驱动板，与旋转驱动装置连接，而另一块从动板则与从动轴，或钻机的钻杆连接。这种联轴节还有一块粘结在这两块板中间的弹性构件。整套联轴节通过其中心有一个孔，以便通过钻杆用压力把空气和液体供应给钻头。此外，在相应的各块板上固定尼龙带是本
的公知技术。当在从动板上施加预定大小的扭矩时，弹性垫板就扭转，然后拉紧尼龙带。于是驱动板上产生的扭矩直接由尼龙带传递给从动板，使得驱动板直接驱动从动板，并卸除弹性垫板上的扭矩。使用尼龙带的缺点是它经常开裂或拉长，因此，不能总是很好地保护弹性垫板。此外，尼龙带在提升状态下会被撕裂或拉长，因而限制了它们的寿命。按照本专利技术，提供了一种控制矿井中使用的旋转式钻机的驱动轴和零件中的力量或者扭矩的扭矩控制装置。这种装置包括一块可与旋转式钻机的驱动轴连接的驱动板；一块可与旋转式钻机的从动轴或者钻杆连接的从动板，其中，一个钻头连接在上述从动轴的端头上；一个具有把驱动板联接在从动板上的用弹性材料制作的环形体的，吸收振动、冲击和扭矩的中央构件；以及一个圆筒形壳体，此壳体有几根向上伸出的臂，用来与驱动板协同工作，以便接受施加在弹性构件上的过剩的扭矩。驱动板和从动板各有一块大致为扁平的圆形金属底板，在该底板的中心焊接了一个有外螺纹部分的管状凸起。上述驱动板还有许多带有驱动表面的凸缘，这些凸缘沿着扁平金属底板的圆周形成若干条槽。上述圆筒形壳体有一个圆筒形外表面和一个在筒内形成空腔的圆筒形内表面，若干条向上伸出的臂和一个与上述向上伸出的臂相对的环形端部。上述从动板成为上述壳体内部空腔的底板，并且用沿着从动板的圆周焊接在上述空腔的内表面上的方法把它固定在壳体的端部。在正常工作的时候，上述向上伸出的臂的上部藏在沿着驱动板的外边缘形成的槽内。当钻头被堵住或卡住时，从动轴就转动得慢或者停止转动。但，驱动轴仍然在转动，所以通常慢下来的从动轴会对驱动轴施加很大的扭矩。这些力量或扭矩的一部分因为上述环形体的扭转和变形而被本专利技术中的弹性构件所吸收，从而减小了由从动轴传给驱动轴的扭矩。当作用在弹性材料的环形体上的扭矩达到预定值时，弹性的环形体已经扭转了足够的角度，于是驱动板中凸缘的驱动表面便与下部壳体的向上伸出的臂接触。一当该驱动表面与向上伸出的臂相接触，驱动板就直接驱动下部壳体和从动板，阻止任何附加的扭矩再加在弹性的环形体上。这样就防止了让弹性构件承受过大的，会造成过载或者使弹性构件撕裂的扭矩。有时，还设置了一个环形的提升环，以便当上述控制装置从深孔移开时，预先限定弹性构件的向上提升。扭矩控制装置是用向驱动轴施加提升力，驱动轴又把力施加在驱动板上，使弹性构件的环形体拉长，而把它从深孔中移开的。在最佳实施例中，上述提升板装在上部板，即驱动板的上方，并且是装在向上伸出的臂的上边缘上。当环形体拉长到预定的长度时，驱动板就和环形的提升环接触。这样就限制了驱动板的向上行程，并且防止了弹性构件进一步被拉长，从而延长了弹性构件的寿命。本专利技术的目的就是提供一种用于旋转式钻孔机的扭矩控制装置，它的设计简单，制造经济，并且能有效地缓冲钻孔工作过程中的旋转扭矩、冲击扭力和振动。本专利技术还有一个目的是提供一种能够传递钻头旋转所需要的扭力的扭矩控制装置，它包括一个用弹性材料制作的环形体，用来吸收钻机在向下钻孔的钻孔工作中所产生的扭力和振动。本专利技术的另一个目的是提供这样一种扭矩控制装置，其中，弹性构件的撕裂或破裂的可能性很小，从而延长了上述弹性构件的寿命。本专利技术的又一个目的是提供一种上面所描述的扭矩控制装置，它有一块固定在驱动轴上的驱动板，一块固定在从动轴上的从动板，一个包括用弹性材料制作的弹性环形体在内的中央部分，其中，上述中央部分联结着驱动板，从动板，以及根据预定的施加在从动板上的扭矩值把驱动板直接和从动板联结在一起的扭矩卸除构件，这样就消除了可能施加在用弹性材料制作的环形体上的附加扭矩。本专利技术的又一个目的是提供一种上面所描述的扭矩控制装置，其中，扭矩卸除构件包括一个焊接在从动板上的壳体，以及在驱动板上的若干个凸缘。上述壳体有几条向上伸出的臂或制动立柱，在钻孔机正常工作的时候，上述制动立柱藏在由上述凸缘在上部板中形成的凹槽内。当向从动板施加预定值的扭矩时，弹性的环形构件扭转，使得凸缘的边缘切实与弹性构件向上伸出的臂接触，从而使驱动板能直接驱动从动板，然后它又回到它正常工作位置，以便吸收冲击和振动。本专利技术的再一个目的是提供一种上面所描述的扭矩控制装置，其中，上述中央部分由弹性材料制作的环形体和两块金属的圆形板组成，上述环形体有上下两个环形边缘，上部的环形边缘与一块金属板粘结，而下部的环形边缘与另一块金属板粘结。本专利技术的其他目的，特征和优点可从说明书的下文中和权利要求书中看出。下面结合附图详细描述本专利技术的实施例。附图中附图说明图1是按照本专利技术用于矿井的旋转式钻机的缓冲冲击设施的扭矩控制装置的侧视图；图2是图1中的装置的顶视图；图3A是用在图1中的装置中的上部驱动板组件的顶视图，在它的中心形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在旋转式矿井钻机中连接驱动装置和从动轴装置用的缓冲冲击的旋转驱动联轴节组件上的，用来减少有害扭矩的装置，上述装置具有： 一块可与旋转钻机的驱动轴连接的驱动板； 一块可与由上述驱动轴驱动旋转的从动轴连接的从动板； 一个固定在上述驱动板上并且也固定在上述从动板上的吸收冲击和扭矩的部件； 用于控制施加在上述吸收冲击和扭矩的部件上的扭矩的，在运转中与上述驱动板和从动板连接的扭矩卸除装置，上述扭矩卸除装置包括： 在运转中与上述驱动板连接的第一联结装置，和 与上述从动板连接的第二联结装置，其中，上述第一联结装置与上述第二联结装置接触，并且上述驱动板随着施加在上述从动板上的扭矩达到预定值而直接驱动上述从动板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德E摩尔，
申请(专利权)人：杜兰玛克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]