一种取样机钻杆钻头密封装置的制作方法

1.本实用新型属于取样钻机技术领域，具体涉及一种取样机钻杆钻头密封装置。


背景技术：

2.目前在用1#、2#、3#、4#、5#、6#共六台取样机分别用于新钢公司检测中心进厂煤、铁精粉、云石粉、进口矿粉和块矿取样，取样设备为汽车链升降钻杆钻头取样机构，钻头与钻杆在利用钻杆内壁端面镶铜套技术作为连接配合传动钻取样品。
3.但是铜套作为配合方式存在以下缺点：
4.1)磨损快、晃动大、更换频繁，铜套装配密封性差，钻杆钻头在旋转钻取物料过程中(煤、铁矿粉、云石粉等等)会不断挤入铜套内产生挤压摩擦，而磨损铜套，造成钻杆异常响声且晃动大，而更换铜套需要整体拆卸钻杆和钻头，检修拆卸工作较困难、费时、费力工作量大。
5.2)影响取制样效率、检修过程(更换)耗时工作量大：铜套(在取样过程中由于物料造成)磨损(较)快，使用周期短、检修更换频繁，(以致)严重影响取制样效率，而检修拆装更换铜套费时费力又易损坏其他附件，制约着现场取样效率。
6.3)造成现场汽车送料进场拥挤、堵塞和安全隐患：频繁检修、更换、安装(由于)磨损铜套和修复钻杆(磨损快、密封性能差使用周期短、更换频繁、检修更换又时间长)，经常造成进厂送料汽车在现场拥挤、堵塞现象，导致现场取制样进度慢、工作不顺畅、安全隐患风险大。


技术实现要素：

7.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便的取样机钻杆钻头密封装置，密封性好、使用安全可靠、性能好、寿命长，且结构简单成本低、效率高。
8.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种取样机钻杆钻头密封装置，包括上钻杆、下钻杆、钻头和密封机构，钻头焊接在下钻杆上，下钻杆连接在上钻杆，密封机构设置在上钻杆与下钻杆的连接处。
9.进一步的，所述上钻杆包括外钻杆和内钻杆，下钻杆为空心结构，内钻杆贯穿外钻杆插入到下钻杆中，并通过平键或花键与下钻杆连接，密封机构设置在外钻杆与下钻杆的连接处。
10.进一步的，所述密封机构包括深沟球轴承，深沟球轴承套接在内钻杆上，深沟球轴承的上端与内钻杆的轴肩贴合，深沟球轴承的下端通过挡圈固定在内钻杆上，深沟球轴承的内圈与内钻杆的外壁贴合，深沟球轴承的内圈与外钻杆的内壁贴合。
11.进一步的，所述密封机构还包括唇形密封圈，唇形密封圈设在外钻杆与下钻杆的连接处，唇形密封圈套接在内钻杆上位于深沟球轴承的下方。
12.进一步的，所述密封机构还包括防尘盖，防尘盖套接在内钻杆上位于深沟球轴承
的下方，并通过柱形螺钉紧固在外钻杆的下端面上。
13.进一步的，所述防尘盖的上端设有凸起，凸起与深沟球轴承的外圈接触，内钻杆与深沟球轴承、防尘盖之间形成密封空间。
14.进一步的，所述防尘盖的下端设有用于放置唇形密封圈的凹槽，唇形密封圈放置在凹槽中套接在内钻杆上。
15.进一步的，所述密封机构还包括密封垫，密封垫套接在凸起上，密封垫的一侧与外钻杆的下端面贴合，密封垫的另一侧与防尘盖贴合。
16.进一步的，所述密封垫为天然橡胶密封垫，防尘盖为钢质防尘盖。
17.采用本实用新型技术方案的优点为：
18.1、本实用新型通过深沟球轴承与唇形密封圈配合后，钻杆、钻头旋转灵敏度、抗耐磨性能大大增强，改进后的钻头使用寿命比原先改进前的钻头寿命提高了几十倍。
19.2、本实用新型通过增加钢质防尘盖和天然橡胶密封垫进一步加强密封性的双重保护后，有效杜绝了物料粉尘和泥浆液体挤入轴承的现象，极大提高了钻头钻样的使用寿命，原厂家取样钻头使用不到1个月就发出赤耳的异常摩擦响声和晃动声，甚至无法运行；改造后使用至今十多个月没有任何声响，取样机运行平稳，钻杆钻样平稳无晃动。此外，加快汽车送料进厂进度，解决了因更换维修铜套造成进场汽车排队堵塞，影响物流畅通问题；大幅降低取样和维修成本，减少维修更换频次，提高了取样机的作业率和工作效率，大大节省了维修时间和费用。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
21.图1为本实用新型取样机钻杆钻头整体结构示意图；
22.图2为本实用新型密封装置局部放大示意图；
23.图3为本实用新型防尘盖结构示意图。
24.上述图中的标记分别为：1-上钻杆；2-下钻杆；3-钻头；4-深沟球轴承；5-唇形密封圈；6-防尘盖；7-柱形螺钉；8-密封垫；9、挡圈。
具体实施方式
25.在本实用新型中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
26.如图1、图2、图3所示，一种取样机钻杆钻头密封装置，包括上钻杆1、下钻杆2、钻头3和密封机构，钻头3焊接在下钻杆2上，下钻杆2连接在上钻杆1，密封机构设置在上钻杆1与下钻杆2的连接处。上钻杆1包括外钻杆11和内钻杆12，下钻杆2为空心结构，内钻杆12贯穿外钻杆11插入到下钻杆2中，并通过平键14或花键与下钻杆2连接，下钻杆2通过螺钉13与内钻杆12固定连接，密封机构设置在外钻杆11与下钻杆2的连接处。
27.密封机构包括深沟球轴承4，深沟球轴承4套接在内钻杆12上，深沟球轴承4的上端
与内钻杆12的轴肩贴合，深沟球轴承4的下端通过挡圈9固定在内钻杆12上，深沟球轴承4的内圈与内钻杆12的外壁贴合，深沟球轴承4的内圈与外钻杆11的内壁贴合。将原钻杆内壁镶铜套与钻头联接，改为钻杆内壁安装带有密封装置的深沟球轴承连接，解决了现有钻杆与钻头传动连接和密封装置存在的技术问题。
28.深沟球轴承内外圈滚道都呈圆弧状深沟，沟道半径略大于球半径。主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。当轴承的径向游隙加大时，具有角接触球轴承的功能，可承受较大的轴向载荷，而且适用于高速旋转。轴承在外壳孔和轴相对倾斜8
′
～16
′
时，仍可正常工作，与尺寸相同的其他类型轴承比较，深沟球轴承摩擦系数小，振动与噪声也较低，极限转速高，精度高，是用户选型时首选的轴承类型。但是，该类轴承不耐冲击，不适应承受较重载荷。且深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大、应用范围最广，是我国产量最高，使用最普遍而价格最便宜的一类轴承。
29.密封机构还包括唇形密封圈5，唇形密封圈5设在外钻杆11与下钻杆2的连接处，唇形密封圈5套接在内钻杆12上位于深沟球轴承4的下方。
30.考虑钻头在旋转取样过程，物料会挤压进入深沟球轴承，必须加强深沟球轴承的密封保护，根据改进技术和尺寸要求选择唇形密封圈，避免深沟球轴承损坏，从而延长设备使用寿命。
31.唇形密封圈优势和特点：唇形密封圈通过依靠其本体对轴颈的抱紧张力使其固定在旋转轴的轴颈上，同时利用其唇部的曲绕性能和其对密封的紧迫力构成的密封副，从而防止水和杂质在设备运转过程中进入旋转润滑密封体，以达到保护旋转轴润滑密封装置正常工作的要求，其密封原理:在无外压下先安装在沟槽中，这时密封唇受活塞杆或缸壁的压缩产生一个初始接触压力。在外压作用下，唇形密封件的密封唇被压向被密封表面，压力通过衬垫传递到其接触点上，唇缘接触点的压力始终大于流体压力，于是防止了流体泄露。唇形密封件无论在高压或低压下都有很高的密封效率，而且对磨损有一定的补偿作用，不会造成很快泄漏。
32.密封机构还包括防尘盖6，防尘盖6套接在内钻杆12上位于深沟球轴承4的下方，并通过柱形螺钉7紧固在外钻杆11的下端面上。防尘盖6的上端设有凸起61，凸起61与深沟球轴承4的外圈接触，内钻杆12与深沟球轴承4、防尘盖6之间形成密封空间。防尘盖6的下端设有用于放置唇形密封圈5的凹槽62，唇形密封圈5放置在凹槽62中套接在内钻杆12上。
33.密封机构还包括密封垫8，密封垫8套接在凸起61上，密封垫8的一侧与外钻杆11的下端面贴合，密封垫8的另一侧与防尘盖6贴合。优选的，密封垫8为天然橡胶密封垫，防尘盖6为钢质防尘盖。
34.本实用新型为了进一步防止物料中的水泥浆挤入深沟球轴承，除选用安装唇形密封圈外，再(继续)增加钢质防尘盖和天然橡胶密封垫进一步加强密封性防止内部润滑油也不易流出、外部泥浆也不易挤进去。
35.钢质防尘盖：可防止轴承内部进入灰尘等杂物从而影响使用寿命，防尘盖为(是个)环形罩，通常由金属薄板冲压而成，固定在轴承的一个套圈或垫圈上。
36.天然橡胶密封圈特点：在工作压力和一定的温度范围内，具有良好的密封性能，并随着压力的增加能自动提高密封性能。具有抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿。
37.本实用新型通过深沟球轴承与唇形密封圈配合后，钻杆、钻头旋转灵敏度、抗耐磨性能大大增强，改进后的钻头使用寿命比原先改进前的钻头寿命提高了几十倍。
38.本实用新型通过增加钢质防尘盖和天然橡胶密封垫进一步加强密封性的双重保护后，有效杜绝了物料粉尘和泥浆液体挤入轴承的现象，极大提高了钻头钻样的使用寿命，原厂家取样钻头使用不到1个月就发出赤耳的异常摩擦响声和晃动声，甚至无法运行；改造后使用至今十多个月没有任何声响，取样机运行平稳，钻杆钻样平稳无晃动。此外，加快汽车送料进厂进度，解决了因更换维修铜套造成进场汽车排队堵塞，影响物流畅通问题；大幅降低取样和维修成本，减少维修更换频次，提高了取样机的作业率和工作效率，大大节省了维修时间和费用。
39.本实用新型在材质方面选用深沟球轴承内外钻杆配合紧密无缝隙，运转顺畅，摩擦阻力小，解决了原铜套存在一定间隙，挤入物料后易摩擦而损坏的问题；选用安装钢质防尘盖和橡胶密封垫，密封性好防水防尘：选用唇形密封圈的密封唇被压向被密封表面的特性从而增强其密封性能，外加钢质防尘盖和天然橡胶密封垫进一步加强其密封性(防止内部润滑油也不易流出、外部泥浆也不易挤进去)进而有效保护轴承，加强其抗耐磨性能和强度。通过对深沟球轴承的有效保护，改进后的钻杆使用寿命比原厂家钻杆寿命提高了几十倍；减少维修更换频次，提高了取样机的作业率，通过几个轴承和密封圈的改进，使得整条生产线运行平稳，大大节省了维修和设备成本费，达到事半功倍的效果。
40.以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。