一种立轴式工程钻机回转器设计

邱海巡 张双娟 王 维

（广东省地质装备中心技术科，广州 510000）

随着我国地质勘探、工程建设以及农田水利等事业的发展，人们对各种钻探设备提出了更多的要求[1-4]。钻机作为钻探设备的重要工具之一，在这些工程中具有重要作用。广东省地质装备中心为了适应中小型基础工程施工的发展与需要，结合我国目前中小型基础工程施工和危岩加固、边坡治理以及基础开挖等锚杆机钻孔施工的特点，在原有GY-2H型回转钻机的基础上设计和研发了一种立轴式工程钻机回转器，可有效提升主动钻杆的导向性。

1 钻机回转系统简介

设计的立轴式工程钻机的回转器，如图1所示。该回转器采用合箱式立轴结构，并应用了油缸加减压和球卡式不停转倒杆夹持器。首先，钻进时旋转运动通过回转套、立轴以及导套传给六方钻杆。其次，下压拨叉使钢球嵌入六方钻杆上的环形槽内，即可夹紧六方钻杆。再次，上提拨叉，松开六方钻杆，即可实现不停钻倒杆。最后，通过操纵多路换向阀，使油缸上下运动，从而实现加、减压钻进和强力起拔[5]。

2 回转系统工作原理及实现方式

立轴式工程钻机具有正转和反转功能[6]。当钻机反转时，立轴的导套尤其是下导套有可能被带动反转而发生松动，增加了钻机故障率[7-10]。而本文设计的立轴式工程钻机回转器能够防止下导套反转松动，提高装配可靠性，从而有效降低故障率。

立轴式工程钻机回转器的剖视图，如图2所示。该回转器的下导向组件包括下导套、内齿圈、定位套、压板以及压紧螺母[11-14]。其中，定位套套合在立轴的外侧，并能够跟随立轴同步转动。内齿圈与定位套固定，由于内齿圈的内周与下导套齿轮台的外周啮合，因此内齿圈能够限制下导套相对立轴的转动自由度[15]，从而防止下导套反转松动，提高装配可靠性，有效降低故障率。

图1 立轴式工程钻机回转器的结构示意图

图2 立轴式工程钻机回转器的剖视图

本次设计的立轴式工程钻机回转器在实际工作中已经得到了有效应用。在工厂、工业的应用过程中发现，它的应用优势明显，不仅可以有效延长立轴的使用寿命，而且下法兰盘发生损坏时容易拆卸，生产成本低，简化了回转器整体结构，降低了装配难度，提高了钻机装配可靠度和效率。

3 结语

本文设计的立轴式工程钻机回转器能够有效提升主动钻杆的导向性，还可防止下导套反转松动，提高了装配可靠性，有效降低了故障率。