阅读说明：本技术 变距装置、动力头可变中心距系统和旋挖钻机 (Variable-pitch device, power head variable-center-distance system and rotary drilling rig ) 是由 王祎 水俊峰 杨军 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种变距装置、动力头可变中心距系统和旋挖钻机,用于同时与滑架以及动力头连接,其包括变距架以及支撑件,变距架包括沿其高度方向间隔排布的两个连接部,每个连接部均设有用于与滑架连接的第一连接结构以及用于与动力头连接的第二连接结构；支撑件与变距架连接；支撑件具有用于与桅杆抵持的抵持部,支撑件能够在桅杆的延伸方向上相对于桅杆滑动,且抵持部与位于同一连接部上的第一连接结构和第二连接结构共同构成三角形受力结构形式；其中,当变距架与动力头连接时,高度方向沿动力头的轴线延伸。变距装置受力更好,使用安全可靠。(The application provides a variable-pitch device, a variable-center-distance system of a power head and a rotary drilling rig, which are used for being connected with a sliding frame and the power head at the same time, and comprise a variable-pitch frame and a supporting piece, wherein the variable-pitch frame comprises two connecting parts which are arranged at intervals along the height direction of the variable-pitch frame, and each connecting part is provided with a first connecting structure used for being connected with the sliding frame and a second connecting structure used for being connected with the power head; the supporting piece is connected with the variable pitch frame; the supporting piece is provided with a supporting part which is used for supporting the mast, the supporting piece can slide relative to the mast in the extending direction of the mast, and the supporting part and the first connecting structure and the second connecting structure which are positioned on the same connecting part form a triangular stressed structure together; when the variable-pitch frame is connected with the power head, the height direction extends along the axis of the power head. The distance changing device is better in stress and safe and reliable to use.)

变距装置、动力头可变中心距系统和旋挖钻机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种变距装置、动力头可变中心距系统和旋挖钻机。

背景技术

动力头是旋挖钻机的重要组成部分，为钻机的工作提供扭矩。滑架通过销轴与动力头连接，同时滑架通过卡槽与钻机的桅杆连接，且在桅杆的导向下，滑架能够带动动力头在桅杆的延伸方向上提升或者下降，并为动力头传递起拔力及加压力，实现动力头的起拔和加压两个核心动作。为了适应不同的施工环境，通过在动力头和滑架之间设置变距装置，通过改变动力头中心和桅杆的距离，以改变旋挖钻机的最大钻削孔径。

经研究发现，现有的动力头可变中心距结构存在如下缺点：

结构件应力大，结构件失稳，可靠性不足；结构件不稳定的因素，导致滑架及动力头连接部位失稳、应力集中；且安装、维护困难，制造成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变距装置、动力头可变中心距系统和旋挖钻机，其能够优化变距装置、桅杆、滑架和动力头等结构件的受力情况，各结构件应力小，稳定可靠，不易有应力集中的情况，不易被损坏，使用寿命长，使用安全可靠；安装以及维护方便，制造成本低。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种变距装置，用于同时与滑架以及动力头连接，其包括：

变距架以及支撑件，变距架包括沿其高度方向间隔排布的两个连接部，每个连接部均设有用于与滑架连接的第一连接结构以及用于与动力头连接的第二连接结构；支撑件与变距架连接；支撑件具有用于与桅杆抵持的抵持部，支撑件能够在桅杆的延伸方向上相对于桅杆滑动，且抵持部与位于同一连接部上的第一连接结构和第二连接结构共同构成三角形受力结构形式；

其中，当变距架与动力头连接时，高度方向沿动力头的轴线延伸。

在可选的实施方式中，支撑件设有用于与滑架滑动配合的卡槽。

在可选的实施方式中，支撑件包括支撑板以及导向块，支撑板与变距架连接，导向块与支撑板可拆卸地连接，卡槽设于导向块上。

在可选的实施方式中，第一连接结构和第二连接结构均设置为连接孔；

当变距架与动力头连接时，连接孔的轴线与动力头的轴线垂直，且连接孔的轴线沿变距架的宽度方向延伸。

在可选的实施方式中，第一连接结构和第二连接结构在预设直线上间隔排布，其中，预设直线与变距架的高度方向所在直线具有呈锐角的夹角。

在可选的实施方式中，变距架还包括基体；

连接部包括第一连接板和第二连接板，第一连接板与第二连接板均与基体连接，第一连接结构设于第一连接板上，第二连接结构设于第二连接板上。

在可选的实施方式中，支撑件与第二连接板一体成型。

第二方面，本发明实施例提供一种动力头可变中心距系统，动力头可变中心距系统包括：

前述实施方式中任一项的变距装置。

在可选的实施方式中，动力头可变中心距系统还包括滑架以及动力头，滑架与变距装置的第一连接结构可拆卸地连接，滑架用于与桅杆滑动配合，且支撑件与桅杆抵持并滑动配合；动力头与变距装置的第二连接结构可拆卸地连接。

第三方面，本发明实施例提供一种旋挖钻机，旋挖钻机包括：

前述实施方式的动力头可变中心距系统。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供了一种变距装置，用于同时与滑架和动力头连接，从而起到改变旋挖钻机的最大钻削孔径的目的，增加了旋挖钻机对于不同施工环境的施工范围及提高旋挖钻机的施工能力。装配时，变距架上的第一连接结构和滑架连接，变距架上的第二连接结构与动力头连接，将完成装配的滑架、动力头和变距装置与桅杆配合时，滑架与桅杆滑动连接，且与变距架连接的支撑件的抵持部与桅杆直接连接且二者滑动配合，动力头施加于变距架上的力的部分通过变距架直接传递到了桅杆上，分散了动力头施加在变距架上的力，变距架不易被损坏。并且，通过将设于变距架上的支撑件与桅杆滑动配合，增大了桅杆的受力面积，在动力头的重量一定的前提下，由于受力面积增大，单位面积受力减小，改善了应力集中的情况，进而优化了桅杆、滑架、变距装置和动力头的受力情况，整体结构更加稳定可靠，桅杆、滑架、变距装置和动力头均不易被损坏，使用寿命长，安全可靠。

同时，抵持部、第一连接结构和第二连接结构三者共同构成了三角形受力结构，三角形受力结构对变距架起到有效的支护，变距架的结构更加稳定，不易变形损坏。

本实施例还提供了一种动力头可变中心距系统，包括上述实施例提到的变距装置，动力头可变中心距系统受力均匀，结构稳定可靠，不易被损坏。

本实施例还提供了一种旋挖钻机，包括上述实施例提到的动力头可变中心距系统，旋挖钻机作业时安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的变距装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的动力头可变中心距系统的一视角结构示意图；

图3为本发明实施例的动力头可变中心距系统的另一视角结构示意图；

图4为动力头可变中心距系统的结构示意图(拆除变距装置)。

图标：

100-变距装置；110-变距架；111-连接部；1111-第一连接板；1112-第二连接板；1113-第一连接结构；1114-第二连接结构；112-中心体；113-安装轴；114-连接凸耳；1141-第三连接结构；120-支撑件；121-第一支撑板；122-第二支撑板；123-连接板；124-导向块；1241-导槽；200-滑架；210-第一安装凸耳；300-动力头；310-第二安装凸耳；400-连接销。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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发明中的具体含义。

以下实施例中，除特别说明外，变距架110的高度方向为图1中的AB方向，变距架110的宽度方向为图1中的CD方向，AB方向与CD方向垂直，显然，在其他实施例中，AB方向和CD方向还可以是不平行的其他角度。

请参阅图1，本实施例提供了一种变距装置100，用于连接滑架200和动力头300，变距装置100受力合理，在施工过程中，变距装置100不易被损坏，施工安全性高。

请参阅图1，本实施例中，变距装置100包括变距架110以及支撑件120，变距架110包括沿其高度方向间隔排布的两个连接部111，每个连接部111均设有用于与滑架200连接的第一连接结构1113以及用于与动力头300连接的第二连接结构1114；支撑件120与变距架110连接；支撑件120具有用于与桅杆抵持的抵持部，支撑件120能够与桅杆沿桅杆的延伸方向滑动配合，抵持部与位于同一连接部111上的第一连接结构1113和第二连接结构1114共同构成三角形受力结构形式；

其中，当变距架110与动力头300连接时，高度方向沿动力头300的轴线延伸。

本实施例提供的变距装置100，装配时，变距架110上的第一连接结构1113和滑架200连接，变距架110上的第二连接结构1114与动力头300连接，将完成装配的滑架200、动力头300和变距装置100与桅杆配合时，滑架200与桅杆滑动连接，且与变距架110连接的支撑件120的抵持部与桅杆直接抵持，换句话说，动力头300施加于变距架110上的力的部分通过变距架110直接传递到了桅杆上，分散了动力头300施加在变距架110上的力，变距架110不易被损坏。并且，通过将设于变距架110上的支撑件120与桅杆滑动配合，增大了桅杆的受力面积，在动力头300的重量一定的前提下，由于受力面积增大，单位面积受力减小，改善了应力集中的情况，进而优化了桅杆、滑架200、变距装置100和动力头300的受力情况，整体结构更加稳定可靠，桅杆、滑架200、变距装置100和动力头300均不易被损坏，使用寿命长，安全可靠。

同时，抵持部、第一连接结构1113和第二连接结构1114三者共同构成了三角形受力结构，三角形受力结构对变距架110起到有效的支护，变距架110的结构更加稳定，不易变形损坏。

本实施例中，需要说明的是，抵持部与位于同一连接部111上的第一连接结构1113和第二连接结构1114共同构成的三角形受力结构形式解释如下：

当支撑件120的数量为多个时，每个支撑件120与变距架110均能够构成一个三角形受力结构形式，在此，以一个支撑件120为例进行说明。第一连接结构1113的受力中心点a、第二连接结构1114的受力中心点b以及支撑件120的受力中心点c，a、b和c三点的连线构成三角形，也即，抵持部与位于同一连接部111上的第一连接结构1113和第二连接结构1114共同构成了三角形受力结构形式。

本实施例中，可选的，变距架110包括中心体112和两根安装轴113，中心体112为矩形框架结构，两根安装轴113均与中心体112连接，且分别位于中心体112相对的两条边上。

进一步的，中心体112的四个角处分别设置有一个连接凸耳114，每个连接凸耳114上设置有一个第三连接结构1141，第三连接结构1141可以为连接孔，连接孔可以是但不限于是圆形孔，第三连接结构1141的轴线沿中心体112的宽度方向延伸。

本实施例中，可选的，每个连接部111均包括两个第一连接板1111和两个第二连接板1112，两个第一连接板1111和两个第二连接板1112一一对应配合，配对的第一连接板1111和第二连接板1112构成一个连接单元。也即，两个连接部111一共包括四个连接单元，四个连接单元与四个连接凸耳114一一对应。同时，每个第一连接板1111上设有第一连接结构1113，每个第二连接板1112上设有第二连接结构1114，第一连接结构1113可以是连接孔，第二连接结构1114可以是连接孔。此外，连接孔可以是但不限于是圆柱形孔。第一连接结构1113和第二连接结构1114的轴线平行。

请参阅图1以及结合图2，装配时，将第一连接板1111和第二连接板1112均与安装轴113连接，每根安装轴113的两端分别套设一个连接单元。同时，每个连接单元的第一连接板1111和中心体112上的连接凸耳114具有间距，第二连接板1112位于第一连接板1111和连接凸耳114之间，且第一连接结构1113和第三连接结构1141的轴线共线，第一连接结构1113与第二连接结构1114在预设直线上具有间距，该预设直线与中心体112的高度方向所在直线具有夹角y，该夹角为锐角。换句话说，位于两根安装轴113同一端的两个连接单元所构成的形状为平行四边形，也即，位于中心体112宽度方向上同一侧的两个连接单元中，两个第一连接结构1113的连线L1、同一连接单元的第一连接结构1113和第二连接结构1114的连线L2、两个第二连接结构1114的连线L3构成平行四边形结构。利用变距装置100调整旋挖钻机的最大钻削孔径时，将变距装置100安装在滑架200与动力头300之间，当变距的数值D一定时，也即滑架200和动力头300的距离一定时，由于本实施例中变距架110呈平行四边形结构，第一连接板1111和第二连接板1112的连线L2为三角形的斜边，根据直角三角形的结构原理，斜边大于任意的直角边得到，L2大于D，而不是L2等于动力头300与滑架200之间的距离D，从而提高了第一连接板1111和第二连接板1112的结构强度，提高安全性，延长了使用寿命。

需要说明的是，在选择变距装置100时，依据变距距离的大小，从而依据勾股定理算出L2的长度，然后选择合适的变距架110即可。

可选的，第一连接板1111以及第二连接板1112均与安装轴113采用焊接固定。显然，第一连接板1111与安装轴113以及第二连接板1112与安装轴113还可以采用其他方式固定。

本实施例中，可选的，支撑件120包括第一支撑板121、第二支撑板122、连接板123以及导向块124。支撑件120的数量为两个，两个支撑件120分别与和同一根安装轴113连的两个连接单元一一对应连接。其当变距架110与滑架200连接时，支撑件120位于滑架200的下方，也即支撑件120与两根安装轴113中的位于下方的安装轴113连接，受力更好。

可选的，第一支撑板121与第二支撑板122均与安装轴113连接，且第一支撑板121和第二支撑板122在安装轴113的延伸方向上具有间距，连接凸耳114位于第一支撑板121和第二支撑板122之间。连接板123同时连接于第一支撑板121和第二支撑板122，导向块124与连接板123连接。导向块124上设置有导槽1241，导槽1241用于卡接在桅杆的外侧且与桅杆滑动配合。支撑件120通过导槽1241与桅杆配合，支撑件120与桅杆的接触面积大，结合牢固，支撑效果好。同时，由于支撑件120通过导槽1241与桅杆卡接配合，在动力头提供扭矩时，避免接触面分离，同样能够保证支撑件120始终与桅杆接触配合，避免失稳的情况，施工安全可靠。

显然，在其他实施例中，支撑件120可以设于滑架200的上方，或者同时设于滑架200的上方或者下方，在此不进行一一列举。

本实施例中，可选的，第二支撑板122与第二连接板1112一体成型，二者的结构牢固，加工方便，且使用寿命长。可选的，第一支撑板121与安装轴113一体成型。

本实施例提供的变距装置100，将变距架110设置为平行四边形结构，能够在变距大小一定的前提下，提高变距架110的结构强度，提高安全性。且在变距架110的下方设置有支撑件120，支撑件120用于与桅杆滑动配合。在作业过程中，动力头300的重力的部分直接通过变距架110传递至支撑件120，并通过支撑件120传递至桅杆，从而分散了动力头300作用在变距架110上的外力，变距架110不易被损坏，使用更加安全可靠。

请参阅图2-图4，本实施例还提供了一种动力头300可变中心距系统，包括滑架200、变距装置100和动力头300。滑架200通过变距装置100与动力头300连接。

可选的，滑架200设有具有第四连接结构的第一安装凸耳210，第四连接结构为连接孔，连接孔可以是但不限于是圆柱形孔。第四连接结构的数量与连接单元的数量相同，也即，第四连接结构为四个，四个第四连接结构分别与四个连接单元的四个第一连接结构1113一一对应连通。

可选的，动力头300设有具有第五连接结构的第二安装凸耳310，第五连接结构为连接孔，连接孔可以是但不限于是圆柱形孔。第五连接结构的数量与连接单元的数量相同，也即，第五连接结构为四个，四个第五连接结构分别与四个连接单元的四个第二连接结构1114一一对应连通。

在装配时，滑架200的第一安装凸耳210插接在第一连接板1111和连接凸耳114之间，第一连接结构1113、第三连接结构1141和第四连接结构同轴且连通，在第一连接结构1113、第三连接结构1141和第四连接结构中穿入连接销400。同时，将动力头300上的第二安装凸耳310与第二连接板1112对应，使第二连接结构1114和第五连接结构同轴且连通，在第二连接结构1114和第五连接结构中穿设连接销400。

由于连接孔的轴线沿变距架110的宽度方向延伸，也即连接孔的轴线垂直于动力头300的轴线设置，连接销400***连接孔内后，连接销400的轴线垂直于动力头300的轴线，也即连接销400水平布设。在施工过程中，动力头300施加于变距架110以及滑架200上的外力同时作用于多根连接销400上，由于连接销400水平布设，多根连接销400的轴线平行，动力头300以及变距架110具有绕连接销400的轴线转动的趋势，从而使得多根连接销400的受力均匀，避免外力集中作用于某个或者某几个连接销400上，使得连接销400受到的剪切力小，连接销400不易被损坏，整个系统的使用安全可靠。

本实施例还提供了一种旋挖钻机，包括上述提到的动力头300可变中心距系统，还包括桅杆和车体，桅杆与车体连接，滑架200可滑动地与桅杆连接，旋挖钻机工作稳定可靠，安全性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。