CN103470189A - 体开式钻斗和旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体开式钻斗和旋挖钻机。该体开式钻斗包括：筒体，筒体包括分体结构的第一筒体和第二筒体，第一筒体的内壁沿其周向方向设置有若干第一凸起部；第二筒体的内壁沿其周向方向设置有若干第二凸起部；当筒体闭合时，第一凸起部和第二凸起部共同形成内螺旋凸起结构。上述内螺旋凸起结构一方面能起到加强筋的作用，有助于提高筒体的刚度，防止其发生变形，延长钻斗的使用寿命；另一方面，该内螺旋凸起结构对于进入筒内的土具有导向作用，由此有助于提高进土效率，增加筒内进土量，提高钻进效率；此外，该内螺旋凸起结构还可将筒内的土分割开料，减少泥土对筒壁的黏着力以及泥土与泥土之间的黏着力，有助于提高卸土效率。

Description

体开式钻斗和旋挖钻机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种体开式钻斗和旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，其原理是靠动力头驱动钻杆，实现回转斗切削岩土，然后提升至孔外卸土，经周期性循环作业直至成孔。旋挖钻机主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层的施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖钻机作为一种高效、先进的成孔设备，在高铁、桥梁等大口径施工钻孔时，其优势较为突出。

近年来，随着建筑工程的快速发展，旋挖钻机在产房、水利等小口径钻孔施工领域应用也愈加广泛。但是，沿用传统的旋挖钻机结构的钻斗，如捞沙斗，施工效率往往较低。尤其是在粘性地层施工时，由于钻具直径较小和钻进时的加压作用，钻进速度很快，但是在提钻以后，钻具内的粘土却难以卸掉，卸土时间是钻进时间的数倍。

为了解决上述问题，现有的旋挖钻机有的采用体开式钻斗。相对于传统的捞沙斗钻斗结构，体开式钻斗的筒体通常包括分体结构的第一筒体和第二筒体，通过第一筒体和第二筒体的开合将钻渣卸掉，进而缩短卸土时间，提高钻进速度。体开式钻斗的分体式筒体虽有助于缩短卸土时间，但存在以下缺陷：筒体自身结构的不稳定，刚度降低，使用一段时间后易发生变形，使用寿命较短；此外，体开式的筒体的进土量较低；此外，卸土效率仍有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种筒体刚度大、进土量及卸土效率较高的钻斗和旋挖钻机。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种体开式钻斗，包括：筒体，所述筒体包括分体结构的第一筒体和第二筒体，所述第一筒体的内壁沿其周向方向设置有若干第一凸起部；所述第二筒体的内壁沿其周向方向设置有若干第二凸起部；当所述筒体闭合时，所述第一凸起部和所述第二凸起部共同形成内螺旋凸起结构。

进一步地，所述第一凸起部的截面为第一梯形，所述第一梯形的较长的底边与所述第一筒体的内壁相连；和/或所述第二凸起部的截面为第二梯形，所述第二梯形较长的底边与所述第二筒体的内壁相连。

进一步地，所述第一筒体的外壁设置有若干第一摩擦条，所述第二筒体的外壁设置有若干第二摩擦条。

进一步地，当所述筒体闭合时，所述第一摩擦条和所述第二摩擦条共同形成外螺旋摩擦条。

进一步地，所述第一筒体和第二筒体相结合的端面沿着筒体的顶部至底部依次包括平面段和曲面段。

进一步地，所述体开式钻斗还包括连接机构，所述连接机构的底部分别与所述第一筒体和第二筒体铰接。

进一步地，所述第一筒体的外壁设置有第一张角限位板，当所述第一筒体的张开角度达到预设值时，所述第一张角限位板与所述连接机构抵压接触；所述第二筒体的外壁设置有第二张角限位板，当所述第二筒体的张开角度达到预设值时，所述第二张角限位板与所述连接机构抵压接触。

进一步地，所述体开式钻斗还包括，设置于所述第一筒体底部的第一斗底，所述第一斗底上设置有第一斗齿；以及设置于所述第二筒体底部的第二斗底，所述第二斗底上设置有第二斗齿。

进一步地，所述筒体的直径为500mm～800mm。

另一方面，本发明还提供一种旋挖钻机，设置上述任意一项所述的体开式钻斗。

相对于现有技术，本发明提供的体开式钻斗由于在其第一筒体和第二筒体的周向方向分别设置若干第一凸起部和第二凸起部，并且上述第一凸起部和第二凸起部共同形成内螺旋凸起结构。该内螺旋凸起结构一方面能起到加强筋的作用，有助于提高筒体的刚度，防止其发生变形，延长钻斗的使用寿命；另一方面，在钻进过程中，该内螺旋凸起结构对于进入筒内的土具有导向作用，由此有助于提高进土效率，增加筒内进土量，提高钻进效率；此外，该内螺旋凸起结构在钻进过程中还可将筒内的土分割开料，减少泥土对筒壁的黏着力以及泥土与泥土之间的黏着力，有助于提高卸土效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的钻斗的立体示意图；

图2为本发明实施例一提供的钻斗沿第一视角的侧视示意图；

图3为本发明图2所示的钻斗的纵剖示意图；

图4为本发明实施例一提供的钻斗沿第二视角的侧视示意图；

图5为本发明实施例一提供的钻斗的立体示意图；

图6为本发明另一实施例提供的钻斗的侧视示意图。

附图标记说明：

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：

请参见图1至图5，本发明实施例提供一种体开式钻斗，包括：筒体，该筒体包括分体结构的第一筒体11和第二筒体12；

第一筒体11的内壁沿其周向方向设置有若干第一凸起部111；

第二筒体12的内壁沿其周向方向设置有若干第二凸起部；

并且，当筒体闭合时，第一凸起部111和第二凸起部共同形成内螺旋凸起结构。

本实施例提供的体开式钻斗中，筒体采用分体结构，通过第一筒体11和第二筒体12的闭合和开启实现钻进和卸土。具体的，钻进时，第一筒体11和第二筒体12的闭合实现钻进取土；卸土时，第一筒体11和第二筒体12的开启实现卸土。

特别地，本实施例提供的钻斗的筒体内部还设置有内螺旋凸起结构，该内螺旋凸起结构由设置在第一筒体11的内壁周向的第一凸起部111和设置在第二筒体12的内壁周向的第二凸起部共同形成。即上述第一凸起部111和第二凸起部均与筒体中心向的垂直线之间有设置有一定夹角，并且筒体闭合后，相对设置的第一筒体11上的第一凸起部111和第二筒体12上的第二凸起部能够首尾顺次承接，合并形成了内螺旋凸起结构。

筒体内形成内螺旋凸起结构的作用在于：

首先，起到加强筋的，增加分体式筒体（即第一筒体11和第二筒体12）的刚度，避免筒体发生变形，延长筒体及钻斗的使用寿命。

其次，在钻进过程中对进入筒内的土具有导向作用，提高进土效率，增加筒内进土量，有助于提高钻进效率；

最后，钻进过程中还可将筒内的土分割开料，减少泥土对筒壁的黏着力以及泥土与泥土之间的黏着力，有助于提高卸土效率。

对于第一凸起部111和第二凸起部的个数，以及形成的内螺旋结构的总体高度，本领域技术人员可以根据筒壁的物理性能以及具体工况进行选择。可以理解的是，第一凸起部111和第二凸起部的个数越多，内螺旋结构的总体高度越高，对筒体的力学强化作用越好，对进土的导向作用越明显。

为了进一步提高钻斗的卸土效率，本实施例提供的体开式钻斗中，第一凸起部111截面为第一梯形，该第一梯形的较长的底面与第一筒体11的内壁相连，即第一凸起部111两侧边之间的水平距离随着凸起部高度的增加而逐渐缩短。此种结构的第一凸起部111有利于在筒体张开卸土时，降低卸土的阻力，进而有助于提高卸土效率。

类似的，第二凸起部的截面也可以为第二梯形，该第二梯形较长的底边与所述第二筒体12的内壁相连。进一步地，为了降低第一凸起部111和第二凸起部相承接处的堆积泥土量，上述第一梯形和第二梯形优选为结构相同的梯形。

本实施例提供的体开式钻斗的第一筒体11的外壁设置有若干第一摩擦条112，第二筒体12的外壁设置有若干第二摩擦条122。上述第一摩擦条112以及第二摩擦条122的作用在于：提高钻斗的耐磨性能。上述第一摩擦条112和第二摩擦条122除具有上述作用外，本发明人还考虑通过对第一摩擦条112和第二摩擦条122的结构合理改进使其还具有增加筒体刚性的作用，为此，本发明实施例另一实施例提供的钻斗（请参见图6）按照如下方式设置第一摩擦条112和第二摩擦条122：当筒体闭合时，第一摩擦条112a和第二摩擦条122a共同形成外螺旋摩擦条。即筒体闭合后，相对设置第一摩擦条112a和第二摩擦条122a能够首尾顺次承接，合并形成了外螺旋凸起结构—外螺旋摩擦条。该外螺旋摩擦条对筒体也起到加强筋的作用，由此进一步提高筒体的力学性能，防止其发生变形，延长钻斗的使用寿命。

钻斗在钻进过程中，第一筒体11和第二筒体12需要处于闭合状态，第一筒体11和第二筒体12闭合的严密性对于钻斗的提土量有一定影响，为了提高第一筒体11和第二筒体12闭合的严密性，本实施例提供的钻斗的第一筒体11和第二筒体12的相结合的端面可以按照如下方式设置（详见图3）：沿着筒体的顶部至底部依次包括平面段L1和曲面段L2。上述曲面段L₂起到轴向定位的作用，防止第一筒体11和第二筒体12沿轴向发生偏移，由此提高筒体闭合的严密性，减少漏土。本领域技术人员可以理解，筒体的顶部是指用于与钻杆相连的部分，底部是指钻进时最先与土接触的部分。

钻斗在钻进过程中，扭矩力是通过钻杆传递的，为了便于钻斗和钻杆的连接，本实施例提供的钻斗还可以包括连接机构2，该连接机构2的底部分别与第一筒体11和第二筒体12铰接。该连接机构2具体可以为一连接方，其内部可设置有用于与钻杆键连的花键。

钻斗在卸土过程中，第一筒体11和第二筒体12需要张开，通常都是使钻斗转动，利用离心力使得第一筒体11和第二筒体12张开。对于张开的角度较难控制，为了防止第一筒体11和第二筒体12张开角度过大造成的飞料，本发明另一优选实施例中，第一筒体11的外壁设置有第一张角限位板，当第一筒体11的张开角度达到预设值时，第一张角限位板与所述连接机构抵压接触。由此限制第一筒体11的张开角度继续增大。类似的，第二筒体12的外壁可以设置有第二张角限位板，当第二筒体12的张开角度达到预设值时，第二张角限位板与所述连接机构抵压接触。上述预设值可根据具体工况进行设定，具体可以为预设的分体式筒体的摆角的最大值，起到限制最大张角的作用。

本实施例提供的体开式钻斗还可以包括：设置于第一筒体11底部的第一斗底31，第一斗底31上设置有第一斗齿；以及设置于第二筒体12底部的第二斗底32，第二斗底32上设置有第二斗齿。上述第一斗底31和第二斗底32的具体结构可以与现有技术相同，兹不赘述。

由上述内容可知，相对于现有技术，本发明实施例提供的体开式钻斗由于在其第一筒体11和第二筒体12的周向方向分别设置若干第一凸起部111和第二凸起部，并且上述第一凸起部111和第二凸起部共同形成内螺旋凸起结构。该内螺旋凸起结构一方面能起到加强筋的作用，有助于提高筒体的刚度，防止其发生变形，延长钻斗的使用寿命；另一方面，在钻进过程中，该内螺旋凸起结构对于进入筒内的土具有导向作用，由此有助于提高进土效率，增加筒内进土量，提高钻进效率；此外，该内螺旋凸起结构在钻进过程中还可将筒内的土分割开料，减少泥土对筒壁的黏着力以及泥土与泥土之间的黏着力，有助于提高卸土效率。

鉴于上述优点，本发明提供的体开式钻斗特别适合应用于小孔径粘性地层中。钻斗筒体的直径可以为500mm～800mm。

此外需要说明的是，上述实施例提供的体开式钻斗未设置自锁结构，筒体的闭合过程是靠第一筒体和第二筒体自身的重力实现的。当然，也可在第一筒体和第二筒体上设置自锁结构，提高闭合的可靠性。

本发明实施例还提供了一种旋挖钻机，该旋挖钻机设有上述任一种体开式钻斗，由于上述任一种体开式钻斗具有上述技术效果，因此，设有体开式钻斗的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种体开式钻斗，包括：筒体，所述筒体包括分体结构的第一筒体（11）和第二筒体（12），其特征在于，

所述第一筒体（11）的内壁沿其周向方向设置有若干第一凸起部（111）；

所述第二筒体（12）的内壁沿其周向方向设置有若干第二凸起部；

当所述筒体闭合时，所述第一凸起部（111）和所述第二凸起部共同形成内螺旋凸起结构。

2.根据权利要求1所述的体开式钻斗，其特征在于，所述第一凸起部（111）的截面为第一梯形，所述第一梯形的较长的底边与所述第一筒体（11）的内壁相连；和/或

所述第二凸起部的截面为第二梯形，所述第二梯形较长的底边与所述第二筒体（12）的内壁相连。

3.根据权利要求2所述的体开式钻斗，其特征在于，所述第一筒体（11）的外壁设置有若干第一摩擦条（112），所述第二筒体（12）的外壁设置有若干第二摩擦条（122）。

4.根据权利要求3所述的体开式钻斗，其特征在于，当所述筒体闭合时，所述第一摩擦条和所述第二摩擦条共同形成外螺旋摩擦条。

5.根据权利要求4所述的体开式钻斗，其特征在于，所述第一筒体（11）和第二筒体（12）相结合的端面沿着筒体的顶部至底部依次包括平面段（L1）和曲面段（L2）。

6.根据权利要求5所述的体开式钻斗，其特征在于，还包括连接机构（2），所述连接机构（2）的底部分别与所述第一筒体（11）和第二筒体（12）铰接。

7.根据权利要求6所述的体开式钻斗，其特征在于，所述第一筒体（11）的外壁设置有第一张角限位板，当所述第一筒体（11）的张开角度达到预设值时，所述第一张角限位板与所述连接机构（2）抵压接触；

所述第二筒体（12）的外壁设置有第二张角限位板，当所述第二筒体（12）的张开角度达到预设值时，所述第二张角限位板与所述连接机构（2）抵压接触。

8.根据权利要求6所述的体开式钻斗，其特征在于，还包括，设置于所述第一筒体（11）底部的第一斗底（31），所述第一斗底（31）上设置有第一斗齿；以及设置于所述第二筒体（12）底部的第二斗底（32），所述第二斗底（32）上设置有第二斗齿。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的体开式钻斗，其特征在于，所述筒体的直径为500mm～800mm。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，设置有权利要求1至9任意一项所述的体开式钻斗。

Images