工程钻探与取样技术|钻机主要部件结构分析

1）摩擦离合器及变速箱

该钻机的离合器为常开式干式摩擦离合器。结构和工作原理类似XY-4型钻机摩擦离合器，但为多片式且装置于三角胶带轮内，为了减少三角胶带轮对变速箱输入轴的径向作用力，三角胶带轮是用两盘单列向心球轴承安装于减载套上，减载套用螺栓固定于变速箱壳体上。

变速箱的结构如图3-17（a）、（b）所示。变速箱共设3根轴，其中输入轴（8）与输出轴（21）位于同一水平面上，而传动轴（9）则位于前两轴中间的下部，3根轴心在空间位置上呈三角形。

变速箱的输入轴（8）左右两端用单列向心球轴承支承于箱体上，轴的中部为花键，安装有滑移齿轮（7）和双联滑移齿轮（1），并分别由2个拨叉（6、2）通过变速手把（4）控制。限位板（3）用螺钉固定于操作盒的壳体上。限位板上开设有限位槽，用于变速手柄操作的限位，当手柄处于中间位置时为空挡。

输出轴（21）的两端采用滚子轴承安装于箱体上，两个带牙嵌的锥齿轮（16、19）用球轴承定位安装于轴上。在两个锥齿轮之间安装一个双向齿状离合器（18）。双向齿状离合器与轴为花键配合，经拨叉操纵，可分别与左、右两端的锥齿轮的牙嵌啮合，使万向轴输出动力。输出轴（21）的另一端安装内牙嵌器内套（15），通过手柄操纵，可与牙嵌器外套（14）啮合，将动力输入主、副升降机。

图3-17　GPS-15型钻机变速箱结构示意图

（a）变速箱输入轴-传动轴剖面；（b）变速箱输入轴-输出轴剖面
1—双联滑移齿轮；10、11、12、13、20—齿轮；2、6—拨叉；3—限位板；4—变速手柄；5—牙嵌器手柄；7—滑移齿轮；8、22—输入轴；9—传动轴；14—牙嵌器外套；15—牙嵌器内套；16、19—锥齿轮；17—带轴锥齿轮；18—双向齿状离合器；21—输出轴

2）减速器

为使转盘的转速降低，增大扭矩，设有减速器。减速器为2级减速机构，结构参见图3-16，动力从万向轴输入，经齿轮副二级减速后，从动力输出轴端部齿轮啮合的内齿圈输出。转盘是通过此种联轴方法接受动力。

3）转盘

转盘的结构与SPC-300H型钻机的转盘大致相同，如图3-18所示，带内齿的联轴器（13）用花键安装于横轴上，联轴器的内齿与减速箱的联轴齿轮相啮合，以输入动力。小锥齿轮（11）用键安装于轴端，呈悬臂状。与小锥齿轮啮合的大锥齿轮（2）用2个平键安装于转台（3）上，并用螺钉固定。转台（3）通过上下两盘球轴承（6、7）安装于壳体（1）中，并用螺母（8）压紧。在转台的中心位置放置有各为2块组成的、内孔为方形的大、小方补心（4、5），断面为方形的主动钻杆插于其中，以传递扭矩。

图3-18　GPS-15型钻机转盘结构图

1—壳体；2—大锥齿轮；3—转台；4—大方补心；5—小方补心；6、7—球轴承；8—螺母；
9—托油盘；10—螺栓；11—小锥齿轮；12—轴；13—联轴器

当转盘的轴承受磨损而间隙增大时，可以松开压紧螺母（8）上的小方头螺栓（10），之后拧动螺母（8）进行间隙调整。(www.xing528.com)

转盘中除上部主轴砂用润滑脂润滑外，其余的轴、轴承、齿轮等均由齿轮箱中的润滑油润滑。

4）升降机

GPS-15型钻机配备有主、副两个升降机。主升降机的结构如图3-19所示，为行星式结构，其工作原理与XY-4型钻机的升降机相同。在升降机主轴左端装有单向超越离合器，通过手轮操作，可实现微调给进，或当动力机发生故障时，可用作人力提升。

主升降机中附设的单向超越离合器，结构原理与SPC-300H钻机冲击机构中的超越离合器类似。

当升降机提升时，由于单向离合器的作用，蜗轮及蜗杆不旋转，棘轮同升降机轴一起转动。当需要进行微调给进时，应先脱开升降机的动力，下压升降机提升手把，将制动手把松开。这时顺时针转动手轮，滚柱靠摩擦力被压入斜槽的楔角内，压紧棘轮，随手轮的转动靠摩擦力带动棘轮，使棘轮驱动升降机主轴回转，迫使卷筒作提升方向转动而拉紧钢丝绳，控制操作手轮的力，即可达到调节给进力的目的。当动力机发生故障时，亦可用此方法实现人力提升。

副升降机采用摩擦传动，摩擦离合器安装于卷筒左侧的制圈内。通过摩擦离合器的操作，控制卷筒获得动力而提升。该离合器为一般的干式多片摩擦离合器。

5）钻塔

钻塔为矩形钢管焊接而成的门框形，高度为8m，塔门间距为1.9m，有较大的操作空间，便于大直径器具上下和钢筋笼下井。

钻塔的起落由2个起塔油缸完成，钻塔可以整体放倒后随主机一同装车运输。

在钻塔上焊有“U”形导轨，作水龙头上下运动的导向。导轨上设有单向岔道，水龙头及主动钻杆可以沿岔道移动，让开井口，并将水龙头及主动钻杆悬吊于钻塔上，工作极为方便。

图3-19　GPS-15型钻机主升降机结构图

1—提升盘；2—提升制带；3—内齿圈；4—行星齿轮；5—支撑盘；6—中心齿轮；
7—卷筒；8—主轴；9—制动制带；10—螺栓；11—传动齿轮

塔身设有支承架，稳定性好。支承架为矩形钢管焊接而成的人字架。