CN1037944A - 土壤钻孔装置 - Google Patents

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列奥尼德·马特维维奇·鲍彼列夫
阿历山大·塞曼诺维奇·古万列夫
瓦列恩丁·康斯坦丁诺维奇·斯维尔辛夫斯基
尼古拉·尤里耶维奇·科里莫里莫夫
雅克夫·亚历山德罗维奇·哥伊赫曼
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Abstract

本装置有一根偏心轴(1)。在偏心上，为使辗轮 (2)的端部压紧，辗轮相互之间由瓦垅形涨圈(11)那 样的弹性片(3)连接；并且用辅助件(5)使辗轮的径向 被压紧。辅助件(5)布置在空心的相邻辗轮(2)之间 形成的径向间隙(7)中。

Description

本发明涉及建筑技术，更确切地说是涉及用扩径法在土壤中钻孔的一种装置。这种装置可以用于土壤的深度夯实、用作填筑桩子、进行管道和电线杆的无基坑敷设等。
目前众所周知的有几种形式的土壤钻孔装置。例如，含有带辗轮的偏心轴式的那种装置，其中一个辗轮与发动机的轴传动联结着，发动机的机体连接于偏心轴，而且辗轮是利用弹性联轴节相互连接起来的。
这种装置的缺点是：它只能在全部辗轮的角速度处于一致的条件下工作。这一点只能将全部辗轮的相对偏心距调整到一样（即辗轮的绝对偏心距要按照与其直径的变化成正比进行改变）才能实现。但是，这一点实质上全面影响着装置的掘进速度。掘进速度实际上要降低好几倍，甚至使装置遇到如土壤的结构或者湿度出现变化等不顺利的条件下而停机。
有一种带偏心轴的钻孔装置（SU，A，977613）同样是为人所熟知的。在其偏心轴上装有若干可以旋转的辗轮，辗轮之间互相用弹性件连接，以便使它们的端部被压紧;另外在偏心轴上还装有与弹性件连接的和与辗轮端部相接触的若干金属环。
辗轮端部压紧的这种结构方案不能排除液态土和水进入轴承内腔，其结果会缩短装置的寿命。
装置在潮湿的土壤中工作的条件下，水和土粒会一起经过旋转着的辗轮与金属环之间的间隙渗入装置的内腔。
辗轮之间的端部压紧结构不能保证金属环均衡地压向辗轮的端面，其结果其中的一个金属环可能被掀开;从而水夹带着土粒进入装置的内腔。
此外，当土粒进入这些间隙时，可能其中的一个金属环被卡住。在此情况下，由于相邻辗轮的旋转角速度出现差异，涨圈（弹性件）可能被撕裂。
作为本发明的基础，其任务是建造这样一种土壤钻孔装置。即其压紧的结构方案靠排除水和土粒进入装置内腔的技术而提高其寿命。
完成上述所提出的任务的途径是：在土壤钻孔装置上装有一根偏心轴，在偏心轴上装有若干可以旋转的辗轮;辗轮相互之间用弹性件连接，以便使它们的端部被压紧;在偏心轴上还装有若干金属环。根据本发明，还装有若干使辗轮被径向压紧的辅助件;而辗轮每一个都被制成了空心的;而且这些辅助弹性件是布置在形成于相邻辗轮之间的径向间隙之中;用于端部压紧的弹性件被制成了瓦垅形状的涨圈。
金属环卡住瓦垅形涨圈，并且通过其尖棱与相邻的辗轮接触。
这样的结构可以完全排除水和土粒渗入装置的内腔，从而排除它们进入轴承。
辗轮之间的端部压紧结构可保证将金属环均衡地压向辗轮的端面。借助布置在辗轮端部的辊环将瓦垅形涨圈沿着工作机构的中心安装是获得保证的所在。该辊环的内径比金属环的外径大两个偏心距“e”。辊环的内表面为锥体形。当辗轮相对于涨圈径向移动时，辗轮的辊环和涨圈的环之间的土被从间隙中挤出。正是这点保证了涨圈沿着工作机构中心线的稳定位置。从而当土堆积时，防止了涨圈出现歪斜和变形的现象。
将与辗轮相接触的每个金属环的外棱制成了尖棱。这点保证着使在接触区内产生所需压力的金属环的接触区最小。
金属环的尖端不仅造成摩擦力偶所需的压力，而且可以清除掉接触面上的土。这是由于辗轮端部作径向运动的结果，金属环借助外表面将土推移到辗环的锥体表面上。
当水通过金属环和辗轮端部的接触区渗入时，则对辗轮起径向压紧作用的辅助件完全可以排除水进入装置的内腔。
辅助件与辗轮表面接触的部位包覆着一层抗摩材料。这种材料靠降低辅助件及辗轮之间哪Σ亮ΡＶふ仿中岜恪?
在装置内部造成反压力的润滑脂同样可以阻止水渗入轴承。
被推荐装置的工艺可行性的推广由以下技术予以保证。即相邻辗轮表面上最少有一段作为螺旋带缠绕截段。这种结构方案保证着在钻孔壁内沿螺旋线形成深坑，这是由于该孔充满土壤並与土壤一起扩大了钻孔的接触面积。
在壁内有深螺纹的用于埋填筑桩和杆柱的钻孔可提高承重能力若干倍。当需要加强工业用建筑物和民用住房的基础时，这样做特别奏效。
本发明的优点将从下面的详细说明中及实际表示本发明可行方案的附图中清楚地了解到。其中：
图1为根据本发明所示的土壤钻孔装置的全貌示意图。
图2为相邻辗轮之间的端部和径向压紧装置示意图。
图3为在辗轮表面上制作螺旋带缠绕的、其中一方案的示意图。
根据本发明，土壤钻孔装置（图1、2）有一根偏心轴1，在偏心轴上装着若干可以旋转的辗轮2;辗轮之间用弹性件3连结，以便使它们的端部被压紧;在偏心轴上还装着若干金属止推环4。为使辗轮2能被径向压紧，还在装置上装着若干辅助件5;每个辗轮被制成了空心的。
辗轮呈渐渐增大其直径的锥体形状。每个辗轮均带一个轮尾6，该轮尾插入相邻辗轮的内腔，便形成辗轮之间的径向间隙7;在该间隙中装着辅助件5。辅助件与辗轮表面相接触的部位包覆着一层抗摩材料8。这种抗摩材料保证着辗轮旋转时降低在辅助件5与辗轮2之间所产生的接触摩擦力。青铜、黄铜等可用作抗摩材料。辗轮衬以滚动轴承9或者滑动轴承10安装在偏心轴1上。
压紧端部用的弹性件3制成了瓦垅形的涨圈11。此种涨圈具有弹性，而且主要是用橡胶在压模内压制而成的。
卡住瓦垅形涨圈11的金属弹性环4上制有尖棱，此尖棱借助在辗轮中自由旋转的环12与相邻辗轮2相接触。辗轮2的端部制有辊环13，该辊环的内径比金属环4的外径大两个偏心距“e”。
相邻辗轮表面上的一段作为螺旋带缠绕截段14（图3）。共轭截段的端部制成了可允许其按径向自由移动的花键接合结构。
辗轮2的内腔注满着保证对轴承9、10起润滑作用，对水和土粒渗入装置内起阻抗作用的润滑脂A。
偏心轴1与驱动装置（图中未表示）相联结。
本装置按下列方式工作：
将装置放入用螺旋杆预先准备好的土坑。土坑的长度应以能进入前3～4个辗轮为准。然后启动驱动装置。转动辗轮2工作机构的轴1，辗压锥形土坑的周壁，使工作机构作轴向推进并旋入土壤，以此方式便形成周壁压紧的钻孔。
形成钻孔的过程中，土会撒落进相邻辗轮之间的端部间隙中，但不会落进装置的内腔。瓦垅涨圈11中存在的弹力使涨圈顺着工作机构的中心线状态保持着，因此不会在径向变形。
在此情况下，由金属环4的尖棱将土从辗轮的端部表面清理掉，并且将土从辗轮之间的端部间隙中推到被相邻辗轮碾压进钻孔周壁的位置。
采用端部和径向压紧装置，以及用润滑脂注满辗轮内腔的方法提高了被推荐装置的工作可靠性。
刚性固定在辗轮2上的螺旋带缠绕截段（辗轮围绕钻孔中心线转一圈所形成的）用本身的前角间歇地碾压钻孔壁中的坑，从而形成连续的螺旋坑。该坑的深度以螺旋带缠绕截段14的高度“h”为限。
当在装置的全部辗轮上设置螺旋状截段14时，在螺旋土坑形成的过程中，也是钻孔本身钻成之时。螺旋状截段的活动联结结构保护着缠绕的连续性，而同时又不限制辗轮沿螺旋的轨迹运动。获得的螺旋形钻孔扩大了埋在其中的填筑桩或杆柱的正面面积2～3倍，结果，它们的承啬芰τ牍饣诘淖昕字兴竦淖酉啾纫蟆?
被推荐的装置在掘进钻孔作前进运动时，以缠绕截段支撑在已形成的坑壁上，这样便能在潮湿的粘土中保证足够的粘着力。
钻孔壁上的螺旋缠绕距t取决于轴转一圈时工作机构的推进值、钻孔的直径及钻孔直径与在其上设置螺旋缠绕的辗轮直径之差。
推荐的此装置同样可以用于以钻、穿、冲或凿中任一种方法预先准备好的钻孔中进行滚压。借助被推荐的装置埋于成型钻孔中的填筑桩或者杆柱的承重能力，比埋于光滑壁钻孔中的填筑桩或者杆柱的承重能力提高了。填筑桩和杆柱在大幅度缩短其长度的情况下，尚具有必要的承重能力。
在潮湿的塑性土壤中可用此推荐的装置作钻孔的掘进，而用带平滑辗轮的装置在这种土壤中将钻孔扩径是不成功的，或者只能用最小的速度进行掘进。

Claims (5)

1、土壤钻孔装置有偏心轴(1)，在偏心轴上装着可以旋转的辗轮(2)；辗轮之间用弹性件(3)连接，以便使它们的端部被压紧。在偏心轴上还装有金属止推环(4)。本装置的特点是：为使辗轮(2)能构成径向压紧，在装置上还装有辅助件(5)；每个辗轮被制成了空心的；而且辅助弹性件(5)是布置在相邻辗轮(2)之间所形成的径向间隙中；而用于端部压紧的弹性件(3)制成了瓦垅形涨圈(11)。
2、根据权利要求1，本装置的特点为：金属止推环（4）卡住瓦垅形涨圈（11），并且通过尖棱与相邻的辗轮（2）相接触。
3、根据权利要求1，本装置的特点为：在径向间隙（7）中的辗轮（2）的表面包覆着一层抗摩材料（8）。
4、根据权利要求1，本装置的特点为：相邻辗轮（2）表面上最少有一段作为螺旋带缠绕截段（14）。
5、根据权利要求1，本装置的特点为：辗轮（2）的内腔注满着润滑脂A。
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