CN102704851A - 扩底钻头及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扩底钻头，包括钻体、两个活动斗门、伸缩机构、钻底及钻底开闭机构，钻体为中空结构，其侧部对称地开有两个门孔，其底部设有底孔；两个活动斗门分别可转动地安装在钻体上并可将两个门孔遮蔽，活动斗门的外部设置有钻齿；钻底可转动地安装在钻体上并可将底孔遮蔽；伸缩机构安装在钻体内部并可推动活动斗门转动；钻底开闭机构可控制钻底的开闭。本发明还提供了一种旋挖钻机。本发明提供的技术方案，可以通过液压缸控制侧门开启或关闭来实现扩底和收渣，扩孔精度高，同时能够实现自动卸渣，自动化程度高，可显著提高扩底作业的效率。

Description

扩底钻头及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及建筑设备领域，更具体而言，涉及一种扩底钻头及包含该种扩底钻头的旋挖钻机。

背景技术

扩底桩是一种新型钻孔灌注桩，其与传统的普通直型桩相比（在同等承载力条件下），能节约混凝土20%～40%、钢材40%～50%、工程总投资能节省30%～50%、工期节约30%左右。在日本等发达国家扩底桩占全部桩基础的95%以上，目前扩底桩已广泛应用于上海、广东、天津等地的高层建筑和基础设施的建设中。

面对如此规模巨大的市场需求，现有国内旋挖钻机使用落后的机械式扩底钻头在扩孔效率、扩孔精度、施工安全性等方面都存在着难以克服的弊端。目前国内施工市场上的全液压式扩底钻头全部由日本进口设备垄断，国内所有桩工设备制造商没有一家具备独立制造该类设备的能力，因此全液压扩底钻头的开发具有重大的意义。

目前国内机械式扩底钻头的结构如图1所示，其主要由方接头1’、活动架2’、切削壁3’、连接杆4’、固定杆5’等部件组成，主要靠钻杆给方接头1’加压后，活动杆2’沿着固定杆5’往下滑动，使得切削壁3’展开，以达到扩底的目的。此结构切削壁3’的展开力距小，切削后不能清渣，施工效率不高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种扩底钻头，在钻具内设置液压油缸，控制两个活动斗门开启进行扩孔作业，活动斗门收回时可将钻渣挤到钻具内部，将钻具提出钻孔后可实现自动卸渣，大大提高了扩孔效率。再者，本发明还提供了一种旋挖钻机。

有鉴于此，本发明提供了一种扩底钻头，其包括钻体、两个活动斗门、伸缩机构、钻底及钻底开闭机构，所述钻体为中空结构，其侧部对称地开有两个门孔，其底部设有底孔；两个所述活动斗门分别可转动地安装在所述钻体上并可将所述两个门孔遮蔽，所述活动斗门的外部设置有钻齿；所述钻底可转动地安装在所述钻体上并可将所述底孔遮蔽；所述伸缩机构安装在所述钻体内部并可推动所述活动斗门转动；所述钻底开闭机构可控制所述钻底的开闭。

本发明提供的技术方案，通过伸缩机构控制活动斗门的开启和收回，实现了可控扩底和自动收渣的目的，大大提高了扩孔作业的效率。

在上述基础技术方案中，优选地，所述钻体包括方接头、钻体腔体、导向筒及支撑杆，所述方接头安装在所述钻体腔体顶端，并可与钻杆连接；所述导向筒安装在所述钻体腔体顶端、所述方接头外围；所述支撑杆的一端连接至方接头，其上设置有所述伸缩机构；所述钻体腔体的侧部对称地设置有两个所述门孔，其底部设置有底孔。导向筒可以有效地防止扩底过程中出现卸孔的情况，保证扩孔作业的准确性和扩孔质量。

在上述基础技术方案中，优选地，所述支撑杆上设置有转动环，所述转动环上安装有曲柄，所述曲柄的两端分别连接至两个所述活动斗门。曲柄可以实现两个活动斗门的同步开启和同步关闭，保证扩孔作业的稳定性，延长扩底钻具的使用寿命。

在上述基础技术方案中，优选地，所述活动斗门的周向外侧设置有所述钻齿，所述活动斗门的内壁上设置有加强筋和轴套，所述活动斗门通过第一销轴安装在所述钻体腔体上，所述伸缩机构可驱动所述活动斗门绕所述第一销轴转动。通过伸缩机构可自动地控制活动斗门的开启，提高扩底作业的自动化程度和扩孔精度。

在上述任一技术方案中，优选地，所述钻齿通过螺栓安装在所述活动斗门上。这样，便于对个别损坏的钻齿进行拆卸更换，提高生产率，同时提高活动斗门的使用寿命，节约生产成本。

在上述基础技术方案中，优选地，所述钻底开闭机构包括：设置于所述钻底上的限位板；安装在所述钻体腔体上的锁杆；所述限位板上开有长条孔，所述锁杆的一端设置有挂钩，所述锁杆的另一端设置有复位弹簧，所述挂钩可穿过所述长条孔并拉伸所述复位弹簧，所述挂钩在复位弹簧的作用下旋转并挂扣于所述限位板的背面。

这样，可以方便实现钻底的打开和关闭，实现便捷卸渣，提高扩孔作业的连续性和生产效率。

在上述任一技术方案中，优选地，所述钻底通过第二销轴与所述钻体腔体连接。这样，可以方便地实现钻底与钻体腔体的连接，安装方便，连接牢固，零部件成本较低，节约生产成本。

在上述任一技术方案中，优选地，所述伸缩机构为液压油缸。

在上述任一技术方案中，优选地，所述液压油缸上安装有图像采集装置。这样，可以全程可视可控扩底的形状和深度，进一步提高扩孔作业的精确度。

再者，为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明还提供了一种旋挖钻机，包括上述技术方案中的扩底钻头。

本发明提供的上述技术方案，具有如下有益效果：

1）钻具上端装有防止斜孔的导向筒，有效防止扩底过程中出现斜孔的情况；

2）方接头和钻具之间箱型的加强结构，加强了钻具整体的强度；

3）该发明设计一个中心支撑杆，并在活动斗门和支撑杆之间设计两个曲柄，实现两扇斗门的同时联动性和整个结构的稳定性；

4）钻具内设有带有传感器的两个油缸，控制钻具的两扇侧门开启和关闭来进行扩底，并在扩底过程中全程可视可控扩底的形状和深度；

5）能够自动清理钻渣并自动卸渣。

附图说明

图1是相关技术中扩底钻头的结构示意图；

图2是根据本发明所述扩底钻头一实施例的结构示意图；

图3是图2所示结构中钻体的结构示意图；

图4是图2所示结构中活动斗门的结构示意图；

图5是图2所示结构中钻体的另一视角结构示意图；

图6是图2所示结构中钻体再一视角的结构示意图；

图7是图2所示结构中钻底的结构示意图。

其中，图1中附图标记与零部件名称之间的对应关系为：

1’方接头  2’活动架  3’切削壁  4’连接杆  5’固定杆

图2至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1钻体     2活动斗门   3伸缩机构    6钻底  8曲柄

9第二销轴             10钻齿

11方接头  12钻体腔体  13导向筒     14支撑杆

21加强筋  22轴套      23第一销轴   141转动环

61限位板  611长条孔   62锁杆       621挂钩

63复位弹簧

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图2至图7所示，本发明提供了一种扩底钻头，其包括钻体1、两个活动斗门2、伸缩机构3、钻底6及钻底开闭机构，所述钻体1为中空结构，其侧部对称地开有两个门孔，其底部设有底孔；两个所述活动斗门2分别可转动地安装在所述钻体1上并可将所述两个门孔遮蔽，所述活动斗门2的外部设置有钻齿10；所述钻底6可转动地安装在所述钻体1上并可将所述底孔遮蔽；所述伸缩机构3安装在所述钻体1内部并可推动所述活动斗门2转动；所述钻底开闭机构可控制所述钻底6的开闭。

本发明提供的技术方案，通过伸缩机构控制活动斗门的开启和收回，实现了可控扩底和自动收渣的目的，大大提高了扩孔作业的效率。

如图3所示，所述钻体1包括方接头11、钻体腔体12、导向筒13及支撑杆14，所述方接头11安装在所述钻体腔体12顶端，并可与钻杆连接；所述导向筒13安装在所述钻体腔体12顶端、所述方接头11外围；所述支撑杆14的一端连接至方接头11，其上设置有所述伸缩机构3；所述钻体腔体12的侧部对称地设置有两个所述门孔，其底部设置有底孔。

如图2和图3所示，所述支撑杆14上设置有转动环141，所述转动环141上安装有曲柄8，所述曲柄8的两端分别连接至两个所述活动斗门2。

曲柄可以实现两个活动斗门的同步开启和同步关闭，保证两个活动斗门的同时联动性和整个结构的稳定性，延长了扩底钻具的使用寿命。

优选地，所述活动斗门2的周向外侧设置有所述钻齿10，所述活动斗门2的内壁上设置有加强筋21和轴套22，所述活动斗门2通过第一销轴23安装在所述钻体腔体12上，所述伸缩机构3可驱动所述活动斗门2绕所述第一销轴23转动。

导向筒可以有效地防止扩底过程中出现斜孔的情况，保证扩孔作业的准确性和扩孔质量。

在一种具体实施方式中，所述钻齿10通过螺栓安装在所述活动斗门2上。

这样，便于对个别损坏的钻齿进行拆卸更换，不用因为个别损坏的钻齿而更换整个活动斗体，节约生产成本，同时避免活动斗门的频繁更换，提高生产率。

如图5至图7所示，所述钻底开闭机构包括：设置于所述钻底6上的限位板61；安装在所述钻体腔体12上的锁杆62；所述限位板61上开有长条孔611，所述锁杆62的一端设置有挂钩621，所述锁杆62的另一端设置有复位弹簧63，所述挂钩621可穿过所述长条孔611并拉伸所述复位弹簧63，所述挂钩621在复位弹簧63的作用下旋转并挂扣于所述限位板61的背面。

这样，可以实现扩底后自动清渣，并在将钻头提出钻孔后实现自动卸渣，提高扩孔作业的连续性和生产效率。

如图7所示，所述钻底6通过第二销轴9与所述钻体腔体12连接。

这样，可以方便地实现钻底与钻体腔体的连接，安装方便，连接牢固，零部件成本较低，节约生产成本。

如图2所示，所述伸缩机构3为液压油缸。

液压油缸便于远程控制，同时动作精度高，震动小，作业安全。

本实施例中，在所述液压油缸上还安装有图像采集装置。

这样，可以全程可视可控扩底的形状和深度，进一步提高扩孔作业的精确度。

在直桩成桩后，采用此扩底钻头，可实现二次扩底，具体步骤如下：

扩孔钻头达到孔底后，带有传感器的两个液压油缸同时开始由泵供油，两个活塞杆同时往外推动活动斗门往外展开，活动斗门往外展开的同时带动曲柄8沿着锁杆62转动，同时锁杆62绕着转动环141转动，曲柄8确保了两扇活动斗门同时展开；

钻齿10在扭矩作用下切入岩石实现扩孔；

在扩底过程中钻渣脱落孔底后，活动斗门在液压油缸活塞杆的拉力下，往回收，曲柄8沿着锁杆62转动，同时锁杆62绕着转动环141转动，实现两扇斗门的同时收回的功能；收回斗门的过程中，钻渣被活动斗门挤到钻具内部；

提钻后，手动转动锁杆62上的驱动杆，挂钩621脱落，钻底6开启，实现自动卸渣功能。

再者，本发明还提供了一种旋挖钻机，包括上述实施例中的扩底钻头。

本发明提供的上述技术方案，具有如下有益效果：

钻具上端装有防止斜孔的导向筒，有效防止扩底过程中出现斜孔的情况；方接头和钻具之间箱型的加强结构，加强了钻具整体的强度；该发明设计一个中心支撑杆，并在活动斗门和支撑杆之间设计两个曲柄，实现两扇斗门的同时联动性和整个结构的稳定性；钻具内设有带有传感器的两个油缸，控制钻具的两扇侧门开启和关闭来进行扩底，并在扩底过程中全程可视可控扩底的形状和深度；能够自动清理钻渣并自动卸渣。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

Claims (10)

1.一种扩底钻头，其特征在于，包括钻体（1）、两个活动斗门（2）、伸缩机构（3）、钻底（6）及钻底开闭机构，

所述钻体（1）为中空结构，其侧部对称地开有两个门孔，其底部设有底孔；

两个所述活动斗门（2）分别可转动地安装在所述钻体（1）上并可将所述两个门孔遮蔽，所述活动斗门（2）的外部设置有钻齿（10）；

所述钻底（6）可转动地安装在所述钻体（1）上并可将所述底孔遮蔽；

所述伸缩机构（3）安装在所述钻体（1）内部并可推动所述活动斗门（2）转动；

所述钻底开闭机构可控制所述钻底（6）的开闭。

2.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于，所述钻体（1）包括方接头（11）、钻体腔体（12）、导向筒（13）及支撑杆（14），

所述方接头（11）安装在所述钻体腔体（12）顶端，并可与钻杆连接；

所述导向筒（13）安装在所述钻体腔体（12）顶端、所述方接头（11）外围；

所述支撑杆（14）的一端连接至方接头（11），其上设置有所述伸缩机构（3）；

所述钻体腔体（12）的侧部对称地设置有两个所述门孔，其底部设置有底孔。

3.根据权利要求2所述的扩底钻头，其特征在于，所述支撑杆（14）上设置有转动环（141），所述转动环（141）上安装有曲柄（8），所述曲柄（8）的两端分别连接至两个所述活动斗门（2）。

4.根据权利要求3所述的扩底钻头，其特征在于，所述活动斗门（2）的周向外侧设置有所述钻齿（10），所述活动斗门（2）的内壁上设置有加强筋（21）和轴套（22），所述活动斗门（2）通过第一销轴（23）安装在所述钻体腔体（12）上，所述伸缩机构（3）可驱动所述活动斗门（2）绕所述第一销轴（23）转动。

5.根据权利要求4所述的扩底钻头，其特征在于，所述钻齿（10）通过螺栓安装在所述活动斗门（2）上。

6.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于，所述钻底开闭机构包括：

设置于所述钻底（6）上的限位板（61）；

安装在所述钻体腔体（12）上的锁杆（62）；

所述限位板（61）上开有长条孔（611），所述锁杆（62）的一端设置有挂钩（621），所述锁杆（62）的另一端设置有复位弹簧（63）；

所述挂钩（621）可穿过所述长条孔（611）并拉伸所述复位弹簧（63）；

所述挂钩（621）在复位弹簧（63）的作用下旋转并挂扣于所述限位板（61）的背面。

7.根据权利要求6所述的扩底钻头，其特征在于，所述钻底（6）通过第二销轴（9）与所述钻体腔体（12）连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的扩底钻头，其特征在于，所述伸缩机构（3）为液压油缸。

9.根据权利要求8所述的扩底钻头，其特征在于，所述液压油缸上安装有图像采集装置。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的扩底钻头。

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