動力頭裝置設計思路

② 打撈用動力頭及其配套夾持器

如本章第一節所述，煤礦井下定向鑽進工程中，由於多種原因導致的鑽孔坍塌卡鑽和沉渣卡鑽事故，在採用強力回轉、起下鑽活動鑽具的方法無法解卡的情況下，可選擇採用套銑打撈的方法。套銑打撈作業需要使用φ102mm打撈鑽桿配套φ107mm打撈鑽頭或φ127mm打撈鑽桿配套φ133mm打撈鑽頭，採用回轉鑽進工藝來實現，由於目前的ZDY6000LD型鑽機採用的動力頭最大扭矩為6000N·m，難以滿足長鑽孔回轉套銑鑽進的需要，且其卡盤和夾持器最大通孔直徑僅有89mm，無法與φ102mm和φ127mm打撈鑽桿配套。

為了滿足套銑打撈的需要，中煤科工集團西安研究院研製了新型定向長鑽孔套銑打撈用全液壓坑道鑽機動力頭及夾持器，該套動力頭和夾持器可與ZDY6000LD(A)、ZDY6000LD和ZDY6000LD(F)定向鑽機的6000N·m動力頭和夾持器互換，通過更換卡瓦可與多種規格鑽桿配套，動力頭最大扭矩達到12000N·m。

一、打撈動力頭

(一)結構介紹

12000N·m打撈用動力頭是對ZDY6000系列煤礦用履帶式全液壓坑道鑽機動力頭的改型設計，兩者結構原理相同，是將原動力頭的最大輸出轉矩增大至12000N·m，主軸通孔直徑擴大至135mm，與原鑽機相比動力頭中心升高了55mm。該打撈動力頭由油馬達、齒輪箱、管夾、抱緊裝置、液壓卡盤和拖板組成，其主要技術參數見表7-1，外觀如圖7-10所示，結構如圖7-11所示，零部件明細見表7-2。

表7-1 12000N·m全液壓坑道鑽機打撈用動力頭主要技術參數

圖7-10 12000N·m打撈動力頭

表7-2 動力頭零部件明細

續表

續表

注:表中序號與圖7-11中的編號對應。

圖7-11 1200N m動力結構示意圖

動力頭液壓卡盤為油壓加緊、彈簧松開的膠筒式結構，具有自動對中、卡緊力大等特點，如圖7-12所示。控制液壓卡盤的壓力油通過箱體上的濾油器和配油套進入主軸中的油孔，經過卡盤上的油孔作用於膠筒，最終實現在回轉鑽進及起、下鑽時夾緊鑽桿隨同回轉器一起運動。卡盤通過更換卡瓦可與φ73mm、φ89mm、φ102mm和φ127mm鑽桿配套使用，更換卡瓦時，需用專用工具將卡瓦組的彈簧壓縮放入橡膠筒內，液壓卡盤結構如圖7-13所示，零部件明細見表7-3。

圖7-12 液壓卡盤

圖7-13 液壓卡盤結構示意圖

表7-3 液壓卡盤零部件明細

注:表中序號與圖7-13中的編號對應。

抱緊裝置為常開式結構，在採用孔底馬達鑽進工藝時使用，由鑽機系統通入高壓油，使之抱緊輸入軸，防止鑽桿轉動，外觀及結構分別如圖7-14、圖7-15所示，零部件明細見表7-4。

圖7-14 抱緊裝置

圖7-15 抱緊裝置結構示意圖

表7-4 抱緊裝置零部件明細

續表

注:表中序號與圖7-15中的編號對應。

(二)安裝與拆卸

在更換動力頭時，將連接拖板與刮泥板的十字槽半球頭螺釘、連接拖板和夾板及下襯板的六角頭螺栓、連接拖板和上襯板的六角頭螺栓、頂緊拖板與側襯板的緊定螺釘鬆掉，這時可以將拖板連同回轉器一起從鑽機上拆卸下來。然後將新拖板用上述螺釘及螺栓連接在給進機身上，最後用內六角螺栓將動力頭與拖板連接起來。

該動力頭通過螺栓與拖板連接，拖板採用卡槽式連接安裝在給進裝置的油缸上，給進油缸帶動拖板及動力頭沿機身導軌往復運動，實現鑽具的給進和起拔。

二、夾持器

(一)結構介紹

配套使用的夾持器與原夾持器的結構相似，如圖7-16、7-17所示，零部件明細見表7-5。為保證夾持器零部件的通用性，卡瓦的軸向定位不再採用插桿和緊定螺釘定位，而採用卡瓦凹面受壓、螺栓連接的方法。更換夾持器卡瓦時，松開內六角圓柱頭螺釘即可實現卡瓦的更換。

圖7-16 打撈動力頭配套夾持器

圖7-17 打撈動力頭配套夾持器結構圖

表7-5 打撈動力頭配套夾持器零部件明細

注:表中序號與圖7-17中的編號對應。

(二)安裝與拆卸

更換夾持器時，鬆掉內六角螺釘，利用六角頭螺栓將夾持器頂起，將銷釘拆掉，即可將夾持器從鑽機上拆卸下來。然後利用墊片調整新夾持器中心高與動力頭中心高一致，用銷釘將夾持器在給進裝置上定位，最後上緊內六角螺釘，並裝上六角頭螺栓，夾持器的更換即可完成。

三、使用與維護

1.使用

12000N·m全液壓坑道鑽機打撈用動力頭及配套夾持器用於定向鑽具的卡鑽套銑打撈，用配套φ102mm打撈鑽桿+φ107mm打撈鑽頭或φ127mm打撈鑽桿+φ133mm打撈鑽頭，採用回轉鑽進工藝進行套銑打撈;可從動力頭後通孔中進行打撈鑽桿的加接、擰卸作業，手柄操作方法和原6000N·m動力頭相同，詳見第三章所述。

2.維護

12000N·m打撈動力頭及配套夾持器維護方法和原6000N·m動力頭及配套夾持器相同，詳見第三章所述。

③ 什麼是動力頭

比較簡單的一個變速傳動機構，形式多種多樣，基本原理就是電機帶動一個齒輪變速機構，可以實現鏜削、銑削、鑽削等功能，有的帶有導軌，可以小范圍的直線運動，如照片所示為固定式，不能運動。可以完成簡單的加工，一般精度不高。

有鑽削動力頭攻絲動力頭銑削動力頭鏜削頭鉸孔頭，主要在製造專用機械設備方面使用。