CN103940634A - 混凝土万能取芯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土万能取芯机，包括机架和取芯钻头，机架的中部设置有带动取芯钻头旋转的第一驱动机构，机架的上部设置有带动取芯钻头升降的第二驱动机构，机架的底部设置有取芯机定位结构，机架上还设置有用于安装取芯钻头的保持架，第一驱动机构位于保持架的内部且与之固连，第二驱动机构位于保持架的上方且与之固连，保持架在第二驱动机构的带动下可沿机架上下滑动，机架上设置有用于支撑和引导保持架运动的直线导轨。本发明可以实现水下、水上结构物的任意位置取芯，芯样侧面平顺，且取芯钻头依靠液压马达自动施力，无人值守，降低了工人的劳动强度和施工成本的同时，提高了芯样质量和工作效率。

Description

混凝土万能取芯机

技术领域

本发明属于土木工程机械设备领域，尤其涉及一种混凝土万能取芯机。

背景技术

混凝土是我国建筑工程中最主要的建筑材料之一，它的质量直接关系到建筑结构的安全。加强混凝土质量的监控和检测，保证和提高混凝土质量，特别是混凝土的强度问题，是当今建筑工程中的重要课题。然而，现在的混凝土原材料的组成及品质较以前发生了很大的变化，混凝土的性能又受到诸如现场养护条件等诸多因素的影响，从而使得混凝土的表面性能较差。

我国长期以来一直采用回弹法来推定实体结构的混凝土强度，所谓回弹法是回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，因其回弹高度与混凝土表面硬度成一定的比例关系，因此回弹值可以反映混凝土的表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度，可见，回弹法仅能表征表层混凝土的硬度值，而如今的混凝土表层品质又是最弱的，这也成为大量实体结构回弹法检测不合格的主要原因之一。行业规范同时规定，回弹法检测不合格的结构物要进行取芯，用芯样的性能表征实体混凝土，但是现有的取芯机大多存在以下问题：(1)、取芯机钻头与推动钻头行进的轨道不同轴，这使得钻头推进时用力不均匀，芯样表面不平顺，对实体混凝土的强度测试结果影响较大；(2)、用电动机作为钻头钻进的动力来源，钻进时钻头需要流水冷却，而为了防止漏电，电机必须在干燥无水的条件下作业，这使得实体结构的斜面位置、顶面位置以及水下结构的取芯难以实施，从而使这些位置的混凝土的性能不得而知；(3)、现有的取芯机结构复杂，安装维护不便，制作成本高，设备的效率低，工人劳动强度大，无法适应特殊条件下的取芯需求。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

发明内容

本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种混凝土万能取芯机。

本发明所采用的技术方案为：

混凝土万能取芯机，包括机架和取芯钻头，机架的中部设置有带动取芯钻头旋转的第一驱动机构，机架的上部设置有带动取芯钻头升降的第二驱动机构，机架的底部设置有取芯机定位结构，机架上还设置有用于安装取芯钻头的保持架，第一驱动机构位于保持架的内部且与之固连，第二驱动机构位于保持架的上方且与之固连，保持架在第二驱动机构的带动下可沿机架上下滑动，机架上设置有用于支撑和引导保持架运动的直线导轨。

所述第一驱动机构包括液压马达，且该液压马达为活塞式液压马达，上述取芯钻头通过钻头锁扣与液压马达的转轴相连，钻头锁扣安装在取芯钻头的顶部，液压马达的转轴内部中空且该转轴内穿设有第一进水导管，取芯钻头内穿设有与第一进水导管相连通的第二进水导管。

所述第二驱动机构包括安装在机架上的液压缸和安装在保持架上部的液压缸连接座，液压缸位于液压缸连接座的上方，液压缸的活塞杆与液压缸连接座相铰接。

所述取芯钻头的外侧套置有钻头行进缓冲结构，该钻头行进缓冲结构包括安装在取芯钻头中上部的弹簧支撑座和安装在取芯钻头底端的弹簧垫片，弹簧支撑座与弹簧垫片之间夹设有缓冲弹簧。

所述取芯钻头外还围设有可伸缩式防护罩，可伸缩式防护罩通过轴承与取芯钻头相连，且可伸缩式防护罩与取芯钻头之间为密封式连接，可伸缩式防护罩的上端面和下端面上均开设有排水口。

所述第二进水导管靠近取芯钻头钻进端的一端设置有三叉喷头。

所述机架包括三条支撑梁，其中一条位于后方，另外两条并排且位于前方，相邻两支撑梁之间设置有多条加强筋，机架的顶部设置有顶盖，顶盖与各支撑梁之间为可拆卸式连接。

所述保持架的上、下、左、右、后端面均为封闭结构，保持架的前端面为开口结构。

所述直线导轨有三条，其分别安装在上述三条支撑梁的相向内侧，所述保持架位于三条支撑梁配合形成的包围圈内，且保持架的左、右、后端面上分别固连有与所述三条直线导轨相适配的滑块。

所述取芯机定位结构包括三条分别与各支撑梁相连的定位尺，三条定位尺呈Y型交叉。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1、本发明中取芯钻头的轴线与直线导轨所在的直线相互平行，从而使液压缸带动取芯钻头升降时用力均匀，取得的芯样表面平顺，提高了实体混凝土强度测试的准确性。

2、本发明用液压缸和液压马达作为取芯钻头钻进的动力来源，可以实现水下、水上结构物的任意位置取芯，芯样侧面平顺，且取芯钻头依靠液压马达自动施力，无人值守，降低了工人的劳动强度和施工成本的同时，提高了芯样质量和工作效率。

3、本发明结构简单，安装维护方便，制作成本较低，可适应特殊条件下的取芯需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中机架的结构示意图。

图3为本发明中取芯钻头与第一驱动机构的装配图。

图4为本发明中取芯钻头的结构示意图。

图5为本发明中第二进水导管的结构示意图。

其中，

1、机架  101、支撑梁  102、加强筋  103、直线导轨  104、保持架  105、滑块106、顶盖  2、第二驱动机构  201、液压缸  202、液压缸连接座  203、铰接螺栓  3、第一驱动机构  301、液压马达  302、第一进水管  4、取芯钻头  401、钻头锁扣  402、轴承  403、弹簧支撑座  404、缓冲弹簧  405、弹簧垫片  406、第二进水管  407、三叉喷头  408、可伸缩式防护罩  409、排水口  5、取芯机定位结构  501、定位尺

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。

如图1及图2所示，混凝土万能取芯机，包括机架1和取芯钻头4，所述机架1包括三条支撑梁101，其中一条位于后方，另外两条并排且位于前方，三条支撑横梁101呈正三角形布置,其中，相邻两支撑梁101之间设置有多条加强筋102，机架1的顶部设置有顶盖106，顶盖106与各支撑梁101之间为可拆卸式连接；机架1的中部设置有带动取芯钻头4旋转的第一驱动机构3，机架1的上部设置有带动取芯钻头4升降的第二驱动机构2，机架1的底部设置有取芯机定位结构5，所述取芯机定位结构5包括三条分别通过定位螺栓与各支撑梁101相连的定位尺501，三条定位尺501呈Y型交叉，机架1上还设置有用于安装取芯钻头4的保持架104，保持架104的上、下、左、右、后端面均为封闭结构，保持架104的前端面为开口结构，所述第一驱动机构3位于保持架104的内部且与之固连，第二驱动机构2位于保持架104的上方且与之固连，保持架104在第二驱动机构2的带动下可沿机架1上下滑动，机架1上设置有用于支撑和引导保持架104运动的直线导轨，所述直线导轨103有三条，其分别安装在上述三条支撑梁101的相向内侧，所述保持架104位于三条支撑梁101配合形成的包围圈内，且保持架104的左、右、后端面上分别固连有与所述三条直线导轨103相适配的滑块105；直线导轨103有效地保证了取芯钻头4在工作过程中不发生横向位移，因取芯钻头4的轴线与直线导轨所在的直线相互平行，可使第二驱动机构2带动取芯钻头升降时用力均匀，并取得表面平顺的芯样。

如图1、图3、图4及图5所示，所述第一驱动机构3包括液压马达301，且该液压马达301为活塞式液压马达，上述取芯钻头4通过钻头锁扣401与液压马达301的转轴相连，钻头锁扣401安装在取芯钻头4的顶部，液压马达301的转轴内部中空且该转轴内穿设有第一进水导管302，取芯钻头4内穿设有与第一进水导管302相连通的第二进水导管406，所述第二进水导管406靠近取芯钻头4钻进端的一端设置有三叉喷头407，在取芯钻头4的内部设有供水系统，外部的水通过第一、第二进水导管直接喷洒在取芯钻头4上，三叉喷头407的设置能使水更加均匀的喷洒到取芯钻头4的钻进端，从而有效地降低了取芯钻头4钻进过程中的温度，在提高工作效率的同时，延长了取芯钻头4的使用寿命。

如图1所示，所述第二驱动机构2包括与顶盖106底端固连的液压缸201和通过定位螺栓与保持架104的上端面相连的液压缸连接座202，液压缸201位于液压缸连接座202的上方，液压缸201的上部通过定位螺栓与顶盖106相连，液压缸201的活塞杆通过铰接螺栓203与液压缸连接座202相铰接。本发明中的液压马达301和取芯钻头4装配后安装在保持架104上，保持架104与液压缸连接座202固连，因此可通过液压缸201推动与回缩保持架104从而实现取芯钻头4的前进和后退。

如图3及图4所示，所述取芯钻头4的外侧套置有钻头行进缓冲结构，该钻头行进缓冲结构包括安装在取芯钻头4中上部的弹簧支撑座403和安装在取芯钻头4底端的弹簧垫片405，弹簧支撑座403与弹簧垫片405之间夹设有缓冲弹簧404；所述取芯钻头4外还围设有用于对污水进行收集并将污水导流到设备外部的可伸缩式防护罩408，可伸缩式防护罩408通过轴承402与取芯钻头4相连，且可伸缩式防护罩408与取芯钻头4之间为密封式连接，从而实现在取芯钻头4转动时可伸缩式防护罩408可以转动也可以不转动，可伸缩式防护罩408的上端面和下端面上均开设有排水口409，其中，位于上端面上的排水口用于在取芯完毕后排除残留在可伸缩式防护罩408内部的水，位于下端面上的排水口用于排除在弹簧垫片405上多余的水，可伸缩式防护罩408内部还设置有通过缓冲弹簧404支撑的垫片，该结构保证了在取芯过程中取芯钻头4可长时间的浸泡在水中，从而降低了取芯钻头4的温度，提高了工作效率。

本发明中液压缸201、液压马达301的液压动力的供给来自于通过管路与本发明中的取芯机相连的液压泵站，取芯钻头4所需水的水来自于外置小型水泵。在使用时，首先将定位尺501安装在需要取芯的部位，确定取芯机的安装位置，然后直接打孔安装固定整个取芯机，当取芯机安装固定好后，直接将液压回路和水路安装到位再启动液压缸201和液压马达301即可开始工作。本发明通过液压缸201推动与回缩保持架104从而带动取芯钻头4的前进和后退，通过液压马达301带动取芯钻头4的旋转，取下芯样后将液压油管和水管拆下并回收好，接着打开可伸缩式防护罩408的排水口即可使残留污水排走。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明中的“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。

尽管本文较多地使用了诸如机架1、第二驱动机构2、液压缸连接座202、取芯钻头4、钻头锁扣401、三叉喷头407、取芯机定位结构5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。

需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.混凝土万能取芯机，包括机架和取芯钻头，其特征在于：机架的中部设置有带动取芯钻头旋转的第一驱动机构，机架的上部设置有带动取芯钻头升降的第二驱动机构，机架的底部设置有取芯机定位结构，机架上还设置有用于安装取芯钻头的保持架，第一驱动机构位于保持架的内部且与之固连，第二驱动机构位于保持架的上方且与之固连，保持架在第二驱动机构的带动下可沿机架上下滑动，机架上设置有用于支撑和引导保持架运动的直线导轨。

2.根据权利要求1所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述第一驱动机构包括液压马达，且该液压马达为活塞式液压马达，上述取芯钻头通过钻头锁扣与液压马达的转轴相连，钻头锁扣安装在取芯钻头的顶部，液压马达的转轴内部中空且该转轴内穿设有第一进水导管，取芯钻头内穿设有与第一进水导管相连通的第二进水导管。

3.根据权利要求1所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述第二驱动机构包括安装在机架上的液压缸和安装在保持架上部的液压缸连接座，液压缸位于液压缸连接座的上方，液压缸的活塞杆与液压缸连接座相铰接。

4.根据权利要求1所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述取芯钻头的外侧套置有钻头行进缓冲结构，该钻头行进缓冲结构包括安装在取芯钻头中上部的弹簧支撑座和安装在取芯钻头底端的弹簧垫片，弹簧支撑座与弹簧垫片之间夹设有缓冲弹簧。

5.根据权利要求1或4所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述取芯钻头外还围设有可伸缩式防护罩，可伸缩式防护罩通过轴承与取芯钻头相连，且可伸缩式防护罩与取芯钻头之间为密封式连接，可伸缩式防护罩的上端面和下端面上均开设有排水口。

6.根据权利要求2所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述第二进水导管靠近取芯钻头钻进端的一端设置有三叉喷头。

7.根据权利要求1所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述机架包括三条支撑梁，其中一条位于后方，另外两条并排且位于前方，相邻两支撑梁之间设置有多条加强筋，机架的顶部设置有顶盖，顶盖与各支撑梁之间为可拆卸式连接。

8.根据权利要求1所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述保持架的上、下、左、右、后端面均为封闭结构，保持架的前端面为开口结构。

9.根据权利要求7所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述直线导轨有三条，其分别安装在上述三条支撑梁的相向内侧，所述保持架位于三条支撑梁配合形成的包围圈内，且保持架的左、右、后端面上分别固连有与所述三条直线导轨相适配的滑块。

10.根据权利要求7所述的混凝土万能取芯机，其特征在于：所述取芯机定位结构包括三条分别与各支撑梁相连的定位尺，三条定位尺呈Y型交叉。