CN103510852A

CN103510852A - 一种旋挖钻机

Info

Publication number: CN103510852A
Application number: CN201310328327.7A
Authority: CN
Inventors: 覃炳德
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: CN103510852B; CN104832087A

Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机，包括驱动装置，工作台、立柱、钻杆、旋转动力头、钻头、绞车、钢丝绳、滑轮，立柱和绞车安装在工作台上，所述的绞车上缠有钢丝绳，所述的立柱的外侧上设置有跑车轨道，跑车轨道上安装有钻杆跑车，钻杆跑车的两端分别与钢丝绳固定连接，两端的钢丝绳分别通过立柱下端的滑轮变向后连接绞车，在绞车的驱动下沿着跑车轨道上下运动；钻杆固定安装于钻杆跑车上。本发明通过立柱上设置跑车轨道和钻杆跑车，结合立柱下端的滑轮变向，形成了一种杠杆结构，以滑轮为节点，可以将整车重量加于钻杆跑车上，通过钻杆跑车给予钻杆和钻头以足够的下压力，从而使得本发明能够在较硬的土质里迅速、高效的钻孔。

Description

一种旋挖钻机

技术领域

本发明涉及一种桩工机械，尤其是涉及一种旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机又称“回转斗钻机”，阿司特利钻机等，是一种大口径深孔成孔设备。因为采用“旋挖斗”或称为“回转斗”取土同时采用方形或圆形加剑的伸缩钻杆加大钻孔深度，所以被称为“旋挖钻机”或称为“回转斗钻机”。目前在施工现场最常见的旋挖钻机有两种：一是用履带起重机改装而成的附着式，另一种是完全按国外结构引进仿制的形似挖掘机底盘改装通过梯形连杆机构和液压缸共同作用调整钻杆垂直度的全液压式。近年来全液压式迅速发展，逐渐淘汰了比较笨重效率略低的履带式起重机附着式，成为旋挖钻机的代表机型，旋挖法也成为了大口径深孔的主要成孔法之一。传统的使用旋挖钻机打桩时，由电动机驱动各个部件，钻头由绞车上的钢丝绳引导，受到驱动后靠自重力向下进刀。因此，传统的挖钻机存在不少缺陷：一、钻头的自重不足，若遇到坚硬泥土时，向下压的力不足；二、钻头上的螺旋叶片较长，向下旋挖时，受到的摩擦力大，使得整机消耗的功率大；三、动力头笨重,通过直接驱动加压的方式，会使钻杆受力较大，因此绞车的输出功率大，整机的耗能多。

专利号为CN 20092024625.4公开了一种液压旋挖钻机，其包括履带装置，位于履带装置上的底盘上车，驾驶室，安装在底盘上车上的立柱，安装在立柱上的动力头，由动力头驱动的钻杆，安装在钻杆端部的钻头，以及第一驱动装置，在底盘上车上设有第二驱动装置和用于控制第一驱动装置和第二驱动装置的电控装置。借助电控装置可实现第一驱动装置和第二驱动装置之间的电动力和燃油动力转换。该实用新型虽然可以转换电动力和燃油动力，在一定程度上可满足不同的工况需求，提高了旋挖钻机的实用性，但仍然存在旋挖钻机体型大，耗能高，结构复杂，成本高的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种结构简单，运输方便，能够提高钻大口径深孔的效率，降低整机耗能的旋挖钻机。

本发明的技术方案如下：

所述的旋挖钻机，包括驱动装置，工作台、立柱、钻杆、旋转动力头、钻头、绞车、钢丝绳、滑轮，立柱和绞车安装在工作台上，所述的绞车上缠有钢丝绳，其特征在于：所述的立柱的外侧上设置有跑车轨道，跑车轨道上安装有钻杆跑车，钻杆跑车的两端分别与钢丝绳固定连接，两端的钢丝绳分别通过立柱下端的滑轮变向后连接绞车，在绞车的驱动下沿着跑车轨道上下运动；钻杆固定安装于钻杆跑车上。

以上所述的钻杆为棱柱型或方柱型；所述的立柱上安装有旋转动力头，旋转动力头中间设有与钻杆横截面形状相应的钻杆孔，钻杆穿入钻杆孔中，钻杆的下端装有钻头。所述的棱柱型可以是三棱柱、四棱柱、或多边形棱柱等。

以上所述的的旋转动力头安装于立柱的下端；或者所述的旋转动力头通过滑轨安装于立柱上，能让旋转动力头上下运动，便于根据工作需要而配备更长的钻头时，保持足够的空间。

优选地，所述的绞车为液压绞车；所述的旋转动力头为液压驱动。所述的驱动装置包括发动机、变速箱、双级液压油泵和取力器，所述双级液压油泵分为两路，一路提供动力至液压绞车，另一路提供动力至旋转动力头。

以上所述的钻杆内可以设有液压驱动的钻杆伸缩套管，以增加钻杆的有效长度，能够钻更深的孔。

以上所述的钢丝绳在经过滑轮变向后，通过一组以上的滑轮组连接至绞车，通过增加行程来降低驱动装置的输出功率，可以采用更小规格的驱动装置，有效降低能耗和成本。

以上所述的工作台通过回转盘安装在履带车或轮式车辆上。

以上所述的工作台底部设有工作台伸缩套管，使工作台能够延伸更长的距离，便于实际施工时调整钻孔位置。

以上所述的所述的轮式车辆为两轮驱动桥或三轮驱动桥结构，行车方便，机动灵活，越野性能强。

所述的旋转动力头包括液压马达、动力轴、变速操纵杆，拨叉轴，拨叉，变速齿套、高速齿轮组、低速齿轮组、输入轴、减速齿轮组，输出轴；所述的高速齿轮组、变速齿套和低速齿轮组依次连接在动力轴上，动力轴与液压马达的伸出轴通过联轴器连接；所述的变速操纵杆与拨叉轴连接，拨叉轴上设置拨叉；所述的拨叉的一端与变速齿套连接；高速齿轮组、低速齿轮组的从动轮与减速齿轮组的主动轮均与输入轴连接；所述的减速齿轮组的从动轮与输出轴连接，输出轴上设有固定钻杆的钻杆孔。工作时，通过推动拨叉轴上的拨叉进行旋转动力头的调挡，旋挖时调至慢档，钻头扭矩最大，可进行深挖孔，再调至快档后能进行高效抛土，提高了旋挖钻机的深孔加工效率。

工作时，双级液压油泵将油路分为两路，绞车受其中一条油路的驱动，旋转动力头受另一条油路的驱动。绞车受到驱动后，让钻杆跑车沿着跑车轨道运动，钻杆和钻头在钻杆跑车的带动下做升降运动；同时，钻杆和钻头在受到动力头驱动后，做旋转运动。要进行更深处的钻孔时，套在钻杆外围的伸缩套管可向下伸长，从而可以钻更深的孔。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下：

1、本发明通过立柱上设置跑车轨道和钻杆跑车，用绞车通过钢丝绳与钻杆跑车的上下两端连接，拉动跑车上下运动，结合立柱下端的滑轮变向，形成了一种杠杆结构，以滑轮为节点，可以将整车重量加于钻杆跑车上，通过钻杆跑车给予钻杆和钻头以足够的下压力，从而使得本发明能够在较硬的土质里迅速、高效的钻孔。同时钻杆跑车带动着钻杆和钻头，可以有效的减少了钻杆工作时产生的摩擦阻力，从而减少了整车的耗能。这一结构相较于现有技术通过液压装备给钻杆和钻孔加压的结构来说，结构精简了很多，并且避免使用高成本的液压装备，大大降低了设备成本，具有突出的实质性特点和显著的进步。

2、本发明中的双级液压油泵将液压动力分为了两路，分别能控制绞车和动力头，即分别控制了钻杆和钻头的升降运动和旋转运动，从而将动力进行了合理分配，降低了整机耗能，提高了工作效率，并且这一液压结构使得驱动装置能够使用车辆的动力装置，不需要额外设置车辆动力装置，进一步降低了成本。

3、本发明中的移动装置可为履带车或轮式车辆，可根据地形和施工需要，适用于不同的行走方式。

4、本发明结构简单，操作方便，适用性强。

附图说明

图1为本发明一种旋挖钻机的结构示意图；

图2为本发明一种旋挖钻机的工作状态结构示意图；

图3为本发明一种旋挖钻机的俯视示意图；

图4为本发明一种旋挖钻机的旋转动力头的变速箱的俯视结构示意图；

图5为本发明一种旋挖钻机的移动装置为三轮驱动桥时的结构示意图；

图6为本发明一种旋挖钻机的工作状态时的局部结构示意图；

图7为本发明一种旋挖钻机的另一种工作状态时的局部结构示意图。

附图标识：

1-工作台，2-回转盘，3-驾驶室，4-立柱，5-钻杆，6-动力头，7-钻头，8-绞车，9-钢丝绳，10-滑轮组，11-跑车轨道，12-钻杆跑车,13-套管，14-发动机，15-变速箱，16-取力器，17-双级液压油泵，18-工作台伸缩套管，19-液压马达，20-动力轴，21-变速操纵杆，22-拨叉轴，23-拨叉，24-变速齿套，25-高速齿轮组，26-低速齿轮组，27-输入轴，28-减速齿轮组，29-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1-图4所示，一种旋挖钻机包括由发动机14、变速箱15、取力器16和双级液压油泵17组成的驱动装置，该旋挖钻机还包括工作台1、立柱4、钻杆5、旋转动力头6、钻头7、绞车8、钢丝绳9和滑轮10，立柱4和绞车8安装在工作台1上，工作台1通过回转盘2安装在履带车上。所述的绞车8上缠有钢丝绳9，在立柱4的外侧上设置有跑车轨道11，跑车轨道11上安装有钻杆跑车12，钻杆跑车12的两端分别与钢丝绳9固定连接，两端的钢丝绳9分别通过立柱4下端的滑轮10变向后连接绞车8，钻杆跑车12在绞车8的驱动下沿着跑车轨道11上下运动。钻杆5固定安装于钻杆跑车12上。在所述的立柱4的下端安装有旋转动力头6，旋转动力头6通过滑轨安装于立柱4上，能让立柱4上下运动。钻杆5为棱柱型，旋转动力头6中间设有与钻杆5的横截面为棱形的相应的钻杆孔，钻杆5穿入钻杆孔中。所述的绞车5为液压绞车；所述的旋转动力头6为液压驱动。所述双级液压油泵17分为两路，一路提供动力至液压绞车，另一路提供动力至旋转动力头6。

旋转动力头6包括液压马达19、动力轴20、变速操纵杆21，拨叉轴22，拨叉23，变速齿套24、高速齿轮组25、低速齿轮组26、输入轴27、减速齿轮组28，输出轴29；所述的高速齿轮组25、变速齿套24和低速齿轮组26依次连接在动力轴20上，动力轴20与液压马达19的伸出轴通过联轴器连接；所述的变速操纵杆21与拨叉轴22连接，拨叉轴22上设置拨叉23；所述的拨叉23的一端与变速齿套24连接；高速齿轮组25、低速齿轮组26的从动轮与减速齿轮组28的主动轮均与输入轴27连接；所述的减速齿轮组28的从动轮与输出轴29连接，输出轴29上设有固定钻杆5的钻杆孔。

工作时，回转盘2能让工作台1在整车的底盘上进行270°范围内旋转，调整工作台1的方向；通过液压连杆将工作台的立柱4支起，使之与工作面垂直。双级液压油泵17将油路分为两条，其中一条油路通过分配阀可向绞车8提供动力，通过钢丝绳9拉动钻杆跑车12在跑车轨道11上移动，钻杆跑车12通过中心走油的回转接口给钻杆5供油，从而钻杆5和砖头7能做升降运动，并且在钻头7接触地面的同时，提供压力，通过以滑轮10为节点的杠杆作用，最大可以将整车重量加于钻杆5和钻头7上；另一条油路通过分配阀向旋转动力头6提供动力，旋转动力头6可以控制钻头7的旋转，并且可以通过调挡调节钻头7的旋转力。使用时，钻杆5和钻头在7钻杆跑车12带动下，向下压；钻头7在动力头6作用下旋转，对地面进行旋挖。旋转动力头6可在变速操纵杆21的带动下调节旋转动力头6为快档或慢档。

进行钻桩时，变速操纵杆21带动着拨叉轴22上的拨叉23移动，拨叉23将变速齿套24套在低速齿轮组26上，此时通过输入轴27和减速齿轮组28的转动，输出轴29带动着钻杆5进行低速旋转；此时钻头7扭矩大，旋挖有力。然后将钻头7升到与地面水平处，操纵变速操纵杆21，拨叉23将变速齿套24套在高速齿轮组上25，此时输出轴29带动着钻杆5进行高速旋转抛土，使得泥土受到强大的离心力后快速与钻头7分离。

实施例2：

如图5-图7所示，与实施例不同之处在于：工作台1通过回转盘2安装在轮式车辆上，该轮式车辆为三轮驱动桥结构，即由前转向驱动桥、中通桥和后桥带动工作台1的移动，使得该旋挖钻机行车方便，机动灵活，越野性能好。钢丝绳9在经过立柱4下端的滑轮10变向后，通过一组的滑轮组连接至绞车8，降低了对驱动装置的功率输出的要求，减小了能耗和成本。钻杆5的为方柱型，旋转动力头6中间设有与钻杆6的横截面为方形的相应的钻杆孔，钻杆5穿入钻杆孔中。钻杆5内设有液压驱动的钻杆伸缩套管13，在进行深孔挖钻时，可将套在钻杆外侧的套管13向地面更深处伸长，保护钻杆5在工作时的稳定性。所述的工作台1底部设有工作台伸缩套管18，使工作台1根据工作环境进行伸缩，延长了工作台的工作距离。

工作原理与实施例1相同。

Claims

1.一种旋挖钻机，包括驱动装置，工作台（1）、立柱（4）、钻杆（5）、旋转动力头（6）、钻头（7）、绞车（8）、钢丝绳（9）、滑轮（10），立柱（4）和绞车（8）安装在工作台（1）上，所述的绞车（8）上缠有钢丝绳（9），其特征在于：所述的立柱（4）的外侧上设置有跑车轨道（11），跑车轨道（11）上安装有钻杆跑车（12），钻杆跑车（12）的两端分别与钢丝绳（9）固定连接，两端的钢丝绳（9）分别通过立柱（4）下端的滑轮（10）变向后连接绞车（8），在绞车（8）的驱动下沿着跑车轨道（11）上下运动；钻杆（5）固定安装于钻杆跑车（12）上。

2.如权利要求1所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的钻杆（5）为棱柱型或方柱型；所述的立柱（4）上安装有旋转动力头（6），旋转动力头（6）中间设有与钻杆（5）横截面形状相应的钻杆孔，钻杆（5）穿入钻杆孔中。

3.如权利要求2所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的的旋转动力头（6）安装于立柱（4）的下端。

4.如权利要求2所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的旋转动力头（6）通过滑轨安装于立柱（4）上，能让旋转动力头（6）上下运动。

5.如权利要求2所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的绞车（8）为液压绞车；所述的旋转动力头（6）为液压驱动。

6.如权利要求5所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的驱动装置包括发动机（14）、变速箱（15）、取力器(16）和双级液压油泵（17），所述双级液压油泵（17）分为两路，一路提供动力至液压绞车，另一路提供动力至旋转动力头（6）。

7.如权利要求1所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的钻杆（5）内设有液压驱动的钻杆伸缩套管（13）。

8.如权利要求1所述的一种旋挖钻机，其特征在于：钢丝绳（9）在经过滑轮（10）变向后，通过一组以上的滑轮组连接至绞车（8）。

9.如权利要求1所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的工作台（1）通过回转盘（2）安装在履带车或轮式车辆上。

10.如权利要求9所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的工作台（1）底部设有工作台伸缩套管（18）。

11.如权利要求9所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的轮式车辆为两轮驱动桥或三轮驱动桥结构。

12.如权利要求1所述的一种旋挖钻机，其特征在于：所述的旋转动力头（6）包括液压马达（19）、动力轴（20）、变速操纵杆（21），拨叉轴（22），拨叉（23），变速齿套（24）、高速齿轮组（25）、低速齿轮组（26）、输入轴（27）、减速齿轮组（28），输出轴（29）；所述的高速齿轮组（25）、变速齿套（24）和低速齿轮组（26）依次连接在动力轴（20）上，动力轴（20）与液压马达（19）的伸出轴通过联轴器连接；所述的变速操纵杆（21）与拨叉轴（22）连接，拨叉轴（22）上设置拨叉（23）；所述的拨叉（23）的一端与变速齿套（24）连接；高速齿轮组（25）、低速齿轮组（26）的从动轮与减速齿轮组（28）的主动轮均与输入轴（27）连接；所述的减速齿轮组（28）的从动轮与输出轴（29）连接，输出轴（29）上设有固定钻杆（5）的钻杆孔。