钻孔动力头,作为钻机的重要配件,其主要功能是将回转所需的转矩和转速传给钻具,实现孔底钻头连续破碎岩石和延伸钻孔深度。其结构和性能必须满足钻进工艺的相关要求,其构成原理也颇为复杂且精细。
钻孔动力头的主运动部分通常采用三相异步电机驱动。电机通过同步齿形带及花键轴将转矩传递给主轴,实现主轴的旋转运动。不同的主轴转速可以通过更换不同的同步齿形带轮来实现,这使得动力头能够适应不同钻进工艺的需求。由于主运动采用电机驱动,主轴的转速特性好,输出功率和转矩大,适用于多轴钻削和较大孔径的加工工况。
进给运动部分,钻孔动力头采用压缩空气作为动力源。压缩空气具有动作反应快、环境适应性好、结构简单、体积小等优点,并能实现无级调速,工作寿命长。然而,由于空气的可压缩性,载荷变化时动力头的运动平稳性较差。因此,进给速度的调整和控制采用液压调速器来实现,动力头的快进和快退速度分别用排气节流阀来调整,确保钻削过程的稳定性和精度。
控制系统方面,钻孔动力头采用了气动控制系统。该系统由一个二位五通气控阀、一个机动阀、二个手动阀、若干个节流阀和两个外部控制气源口组成。结构紧凑,具有手动和远距离控制操作功能及原位、前位信号和复位信号保护功能。这使得动力头的操作更加灵活和方便,提高了工作效率和安全性。
此外,钻孔动力头的机械结构也颇具特点。为了实现外形的紧凑,动力头采用主轴嵌入气缸结构,主轴与活塞杆同心,活塞杆是空心的。里面装有进口的滚动轴承,以提高主轴的回转精度。主轴安装在轴承上,由同步带通过花键与电机连接。气缸体固定在托架上,活塞杆上装有液压调速器和行程调整螺钉,通过调整螺钉碰撞限位开关,实现动力头主轴的复位。
综上所述,钻孔动力头是一个集动力头的主运动、进给运动和控制系统于一体的复杂装置。其构成原理涉及电机驱动、气动传动、液压调速和精密机械结构等多个方面。这些技术和设计的综合运用,使得钻孔动力头能够满足各种钻进工艺的需求,成为现代钻探作业中不可或缺的重要工具。