CN103026827B

CN103026827B - 一种v形树坑挖坑机钻头

Info

Publication number: CN103026827B
Application number: CN201310016982.9A
Authority: CN
Inventors: 韩鑫; 闫松松; 揭景斌; 赵思琪; 王建晓; 王淑君; 张帅
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2033-01-17
Also published as: CN103026827A

Abstract

本发明公开了一种V形树坑挖坑机钻头，由动力传输及掘进装置、液压渐扩支撑装置、螺旋导土装置构成。与现有技术相比，本发明具有如下优点：(1)本发明采用的V形树坑挖坑机钻头可实现V形树坑的挖掘，拓展了传统固定直径式钻头的使用范围；(2)本发明采用的液压渐扩支撑装置可实现挖坑机钻头的实时、灵活变径作业，且变径方式精确、可靠，张角变化范围大；(3)采用本发明所开挖的V形树坑较不易受外界扰动而塌方，其坑形保持性较好；(4)从树木移栽操作方便性和栽后成活性角度考虑，利用本发明所开挖的V形植树用树坑相比U形树坑更利于带倒锥形“姥娘土”树木的移栽作业及栽后成活。

Description

一种V形树坑挖坑机钻头

技术领域

本发明涉及一种植树挖坑机钻头，尤其是涉及一种V形树坑挖坑机钻头，属于园林栽植机械领域。

背景技术

挖坑机是广泛应用于园林、栽植、打桩等领域的挖坑、打孔机械，其一般工作方式是：动力输出接口带动传动轴旋转，通过变速箱转向带动钻头旋转，由钻头螺旋叶片带动沙土向上翻出，从而完成挖坑作业过程。

钻具是挖坑机的关键、基础工作部件。常见的小型或中大型挖坑机，其所采用的钻具均为带螺旋叶片的固定直径式钻头，能够开挖U形树坑，具有结构简单、成本低、易操作、寿命长等优点。

然而，固定直径式钻头也存在如下缺点：（1）当用于移栽中大型树木时，由于这类移栽木根系多自带倒锥形“姥娘土”，为便于栽植，必须最大化的选用钻头以使所挖树坑直径迎合其“姥娘土”最大直径，无形中加大了土方量，浪费了资源；（2）固定直径式钻头所挖出的U形树坑，其垂直的内立面更容易受外界扰动而塌方，其结果必然使所挖树坑的尺寸缩水，影响挖坑质量；（3）树坑的直径往往决定了回填后所栽植树木根系上方疏松土质的透气量大小，对于固定直径式钻头所挖出的U形树坑，其所栽植树木根系上方疏松土的直径是固定的，为更易于树木成活，只能选用更大的直径尺寸，无形中也增加了土方量。

上述固定直径式钻头所存在的问题在一定程度上限制了该型园林机械的使用范围，因此急需设计一种能够实时、灵活改变挖坑直径进而能够挖出V形树坑的挖坑机钻头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现上述目的的V形树坑挖坑机钻头。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：包括动力传输及掘进装置、液压渐扩支撑装置、螺旋导土装置，其特征在于：动力传输及掘进装置包括主轴、挂架IV、挂架V、挂架VI、挡土圈、主轴连接板、钻尖，轴端开有内花键的主轴上部为动力输入端，靠近主轴上端开有贯穿内花键的螺纹孔I、螺纹孔II，主轴下部末端沿周向每间隔120°圆心角依次与挂架IV、挂架V、挂架VI焊合，圆盘形挡土圈焊合于主轴下端面上，挡土圈与主轴的轴心重合，长方形主轴连接板焊合于挡土圈底部，主轴连接板长边方向上的中心线穿过挡土圈圆心，钻尖通过其上端面的钻尖连接板与主轴连接板下端面焊合，钻尖的回转中心与主轴轴心重合，钻尖底部设有定心锥尖，定心锥尖的回转中心与主轴轴心重合，钻尖中部沿其轴线方向轧制成型有双螺旋掘土叶片，双螺旋掘土叶片的螺旋起始端焊合有掘土刃I、掘土刃II，液压渐扩支撑装置包括固定轴套、紧钉螺母I、紧钉螺母II、紧钉螺母III、液压缸筒I、液压缸筒II、液压缸筒III、活塞杆I、活塞杆II、活塞杆III、销轴II、销轴III、销轴V，固定轴套套于主轴圆柱面上，并通过紧钉螺母I、紧钉螺母II、紧钉螺母III固定于主轴上部，固定轴套圆柱面上每间隔120°圆心角依次设有挂架I、挂架II、挂架III，挂架I、挂架II、挂架III分别通过销轴V、销轴II、销轴III与液压缸筒I、液压缸筒II、液压缸筒III作可转动连接，活塞杆I与液压缸筒II作液压传动连接，活塞杆II与液压缸筒III作液压传动连接，活塞杆III与液压缸筒I作液压传动连接，螺旋导土装置包括导土板I、导土板II、导土板III、连接胶皮I、连接胶皮II、连接胶皮III、销轴I、销轴IV、销轴VI、销轴VII、销轴VIII、销轴IX，导土板I、导土板II、导土板III的厚度相等、内圆半径相等、高度相等且圆心角均为120°，导土板I、导土板II、导土板III的内圆柱立面靠近上部中心处分别设有连接座III、连接座I、连接座II，连接座I通过销轴I与活塞杆I作可转动连接，连接座II通过销轴IV与活塞杆II作可转动连接，连接座III通过销轴IX与活塞杆III作可转动连接，导土板I、导土板II、导土板III的内圆柱立面底部中心处分别设有连接座VI、连接座IV、连接座V，连接座IV通过销轴VII与主轴上的挂架V作可转动连接，连接座V通过销轴VIII与主轴上的挂架VI作可转动连接，连接座VI通过销轴VI与主轴上的挂架IV作可转动连接，导土板I与导土板II相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮I连接，导土板II与导土板III相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮II连接，导土板III与导土板I相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮III连接，导土板I、导土板II、导土板III的外圆柱立面上从底部开始分别接续钻尖上双螺旋掘土叶片的螺旋方向固定有双螺旋导土叶片，双螺旋导土叶片的外边缘下缘铆接有若干钉齿。

所述的V形树坑挖坑机钻头，导土板I、导土板II、导土板III收放时的张角变化范围为0°～40°。

本发明的工作原理为：动力源、变速箱将动力传送给V形树坑挖坑机钻头主轴并使钻头转动，初始工作阶段该钻头呈现普通固定直径式钻头的功能，三个导土板均收拢并保持张角为零，钻尖、导土板分别借由双螺旋掘土叶片和双螺旋导土叶片实现向下掘进和沙土向上翻出；当开挖到预定树坑深度的70%～100%时，外部液压控制系统启动并控制三个活塞杆同时沿其所在液压缸筒缓慢滑动，进而作用于三个导土板使其各自以主轴为中心向外渐扩，三个导土板之间的连接胶皮随之伸展，导土板所受土壤阻力开始增大，此时导土板上的双螺旋导土叶片借由其外边缘处的若干钉齿开始发挥部分掘土功能，树坑底部及立壁上掘下的沙土随双螺旋导土叶片接力导出坑外，所开挖树坑逐渐由圆柱形变为锥形；在活塞杆不断向外推动下，导土板的张角亦缓慢增加，所开挖锥形树坑的直径不断增大，当三个活塞杆同时完成一个精确距离滑动时，三个导土板便完成一个精确可控的张角变化，此时该V形树坑挖坑机钻头便实现某一张角下V形树坑的开挖。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：（1）本发明采用的V形树坑挖坑机钻头设计，实现了V形树坑的挖掘，不仅节约了能源，而且拓展了传统固定直径式钻头的使用范围；（2）本发明采用由液压缸筒、活塞杆、固定轴套等组成的液压渐扩支撑装置实现挖坑机钻头的实时、灵活变径作业，其变径方式精确、可靠，张角变化范围大；（3）采用本发明V形树坑挖坑机钻头所开挖出的V形树坑较不易受外界扰动而塌方，其坑形保持性较好；（4）从树木移栽操作方便性和栽后成活性的角度考虑，利用本发明所开挖出的V形植树用树坑，相比U形树坑更利于带倒锥形“姥娘土”树木的移栽作业及栽后成活。

附图说明

图1是本发明实施例处于零张角时的整机结构示意图（未画出连接胶皮皱褶）。

图2是图1所示实施例处于最大张角时的整机结构示意图。

图3是图1所示实施例处于某一张角时拆去导土板II、III及连接胶皮后的结构示意图。

图4是图1所示实施例处于最大张角时三个导土板的相对位置示意图。

图5是图1所示实施例中钻尖的结构示意图。

图中：1、主轴 2、内花键 3、螺纹孔I 4、固定轴套 5、导土板I

6、连接胶皮I 7、导土板II 8、双螺旋导土叶片 9、钉齿 10、钻尖

11、连接胶皮II 12、导土板III 13、紧钉螺母I 14、连接胶皮III

15、液压缸筒I 16、挂架I 17、销轴I 18、连接座I 19、液压缸筒II

20、紧钉螺母II 21、销轴II 22、挂架II 23、螺纹孔II 24、紧钉螺母III

25、挂架III 26、销轴III 27、液压缸筒III 28、连接座II 29、销轴IV

30、销轴V 31、销轴VI 32、主轴连接板 33、挂架IV 34、销轴VII

35、挂架V 36、挡土圈 37、销轴VIII 38、挂架VI 39、活塞杆I

40、活塞杆II 41、活塞杆III 42、连接座III 43、销轴IX 44、连接座IV

45、连接座V 46、连接座VI 47、定心锥尖 48、掘土刃I 49、双螺旋掘土叶片

50、钻尖连接板 51、掘土刃II

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

在图1～图5所示的实施例中：轴端开有内花键2的主轴1上部为动力输入端，靠近主轴1上端开有贯穿内花键2的螺纹孔I 3、螺纹孔II 23，主轴1下部末端沿周向每间隔120°圆心角依次与挂架IV 33、挂架V 35、挂架VI 38焊合，圆盘形挡土圈36焊合于主轴1下端面上，挡土圈36与主轴1的轴心重合，长方形主轴连接板32焊合于挡土圈36底部，主轴连接板32长边方向上的中心线穿过挡土圈36圆心，钻尖10通过其上端面的钻尖连接板50与主轴连接板32下端面焊合，钻尖10的回转中心与主轴1轴心重合，钻尖10底部设有定心锥尖47，定心锥尖47的回转中心与主轴1轴心重合，钻尖10中部沿其轴线方向轧制成型有双螺旋掘土叶片49，双螺旋掘土叶片49的螺旋起始端焊合有掘土刃I 48、掘土刃II 51，固定轴套4套于主轴1圆柱面上，并通过紧钉螺母I 13、紧钉螺母II 20、紧钉螺母III 24固定于主轴1上部，固定轴套4圆柱面上每间隔120°圆心角依次设有挂架I 16、挂架II 22、挂架III 25，挂架I 16、挂架II 22、挂架III 25分别通过销轴V 30、销轴II 21、销轴III 26与液压缸筒I 15、液压缸筒II 19、液压缸筒III 27作可转动连接，活塞杆I 39与液压缸筒II 19作液压传动连接，活塞杆II 40与液压缸筒III 27作液压传动连接，活塞杆III 41与液压缸筒I 15作液压传动连接，导土板I 5、导土板II 7、导土板III 12的厚度相等、内圆半径相等、高度相等且圆心角均为120°，导土板I 5、导土板II 7、导土板III 12的内圆柱立面靠近上部中心处分别设有连接座III 42、连接座I 18、连接座II 28，连接座I 18通过销轴I 17与活塞杆I 39作可转动连接，连接座II 28通过销轴IV 29与活塞杆II 40作可转动连接，连接座III 42通过销轴IX 43与活塞杆III 41作可转动连接，导土板I 5、导土板II 7、导土板III 12的内圆柱立面底部中心处分别设有连接座VI 46、连接座IV 44、连接座V 45，连接座IV 44通过销轴VII 34与主轴1上的挂架V 35作可转动连接，连接座V 45通过销轴VIII 37与主轴1上的挂架VI 38作可转动连接，连接座VI 46通过销轴VI 31与主轴1上的挂架IV 33作可转动连接，导土板I 5与导土板II 7相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮I 6连接，导土板II 7与导土板III 12相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮II 11连接，导土板III 12与导土板I 5相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮III 14连接，导土板I 5、导土板II 7、导土板III 12的外圆柱立面上从底部开始分别接续钻尖10上双螺旋掘土叶片49的螺旋方向固定有双螺旋导土叶片8，双螺旋导土叶片8的外边缘下缘铆接有若干钉齿9。

Claims

1.一种V形树坑挖坑机钻头，包括动力传输及掘进装置、液压渐扩支撑装置、螺旋导土装置，其特征在于：动力传输及掘进装置包括主轴（1）、挂架IV（33）、挂架V（35）、挂架VI（38）、挡土圈（36）、主轴连接板（32）、钻尖（10），轴端开有内花键（2）的主轴（1）上部为动力输入端，靠近主轴（1）上端开有贯穿内花键（2）的螺纹孔I（3）、螺纹孔II（23），主轴（1）下部末端沿周向每间隔120°圆心角依次与挂架IV（33）、挂架V（35）、挂架VI（38）焊合，圆盘形挡土圈（36）焊合于主轴（1）下端面上，挡土圈（36）与主轴（1）的轴心重合，长方形主轴连接板（32）焊合于挡土圈（36）底部，主轴连接板（32）长边方向上的中心线穿过挡土圈（36）圆心，钻尖（10）通过其上端面的钻尖连接板（50）与主轴连接板（32）下端面焊合，钻尖（10）的回转中心与主轴（1）轴心重合，钻尖（10）底部设有定心锥尖（47），定心锥尖（47）的回转中心与主轴（1）轴心重合，钻尖（10）中部沿其轴线方向轧制成型有双螺旋掘土叶片（49），双螺旋掘土叶片（49）的螺旋起始端焊合有掘土刃I（48）、掘土刃II（51），液压渐扩支撑装置包括固定轴套（4）、紧钉螺母I（13）、紧钉螺母II（20）、紧钉螺母III（24）、液压缸筒I（15）、液压缸筒II（19）、液压缸筒III（27）、活塞杆I（39）、活塞杆II（40）、活塞杆III（41）、销轴II（21）、销轴III（26）、销轴V（30），固定轴套（4）套于主轴（1）圆柱面上，并通过紧钉螺母I（13）、紧钉螺母II（20）、紧钉螺母III（24）固定于主轴（1）上部，固定轴套（4）圆柱面上每间隔120°圆心角依次设有挂架I（16）、挂架II（22）、挂架III（25），挂架I（16）、挂架II（22）、挂架III（25）分别通过销轴V（30）、销轴II（21）、销轴III（26）与液压缸筒I（15）、液压缸筒II（19）、液压缸筒III（27）作可转动连接，活塞杆I（39）与液压缸筒II（19）作液压传动连接，活塞杆II（40）与液压缸筒III（27）作液压传动连接，活塞杆III（41）与液压缸筒I（15）作液压传动连接，螺旋导土装置包括导土板I（5）、导土板II（7）、导土板III（12）、连接胶皮I（6）、连接胶皮II（11）、连接胶皮III（14）、销轴I（17）、销轴IV（29）、销轴VI（31）、销轴VII（34）、销轴VIII（37）、销轴IX（43），导土板I（5）、导土板II（7）、导土板III（12）的厚度相等、内圆半径相等、高度相等且圆心角均为120°，导土板I（5）、导土板II（7）、导土板III（12）的内圆柱立面靠近上部中心处分别设有连接座III（42）、连接座I（18）、连接座II（28），连接座I（18）通过销轴I（17）与活塞杆I（39）作可转动连接，连接座II（28）通过销轴IV（29）与活塞杆II（40）作可转动连接，连接座III（42）通过销轴IX（43）与活塞杆III（41）作可转动连接，导土板I（5）、导土板II（7）、导土板III（12）的内圆柱立面底部中心处分别设有连接座VI（46）、连接座IV（44）、连接座V（45），连接座IV（44）通过销轴VII（34）与主轴（1）上的挂架V（35）作可转动连接，连接座V（45）通过销轴VIII（37）与主轴（1）上的挂架VI（38）作可转动连接，连接座VI（46）通过销轴VI（31）与主轴（1）上的挂架IV（33）作可转动连接，导土板I（5）与导土板II（7）相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮I（6）连接，导土板II（7）与导土板III（12）相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮II（11）连接，导土板III（12）与导土板I（5）相邻的两个侧立面用留有适当伸缩余量的连接胶皮III（14）连接，导土板I（5）、导土板II（7）、导土板III（12）的外圆柱立面上从底部开始分别接续钻尖（10）上双螺旋掘土叶片（49）的螺旋方向固定有双螺旋导土叶片（8），双螺旋导土叶片（8）的外边缘下缘铆接有若干钉齿（9）。

2.根据权利要求1所述的V形树坑挖坑机钻头，其特征在于：导土板I（5）、导土板II（7）、导土板III（12）收放时的张角变化范围为0°～40°。