CN104675325A - 岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头 - Google Patents

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Abstract

岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，该旋转冲击组合钻头包括旋转动力单元和组合液压冲击锤单元；全液压潜孔旋转冲击组合钻头中的旋转动力单元由液压马达或液压减速机通过齿轮组输出工作扭矩，同时带动中空轴和液压油回转接头的旋转，以及带动液压组合冲击锤单元的旋转，以实现旋转磨碎；同时全液压潜孔旋转冲击组合钻头中的液压组合冲击锤单元由液压锤输出冲击功传递到冲击锤固定母体上的镶合金锤板，镶合金锤板的冲击功直接作用在岩石层上，以实现冲击破碎；通过旋转磨碎与冲击破碎的同时作用，实现快速掘进施工。

Description

岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头
技术领域
本发明属于桩基础工程钻探机具，具体的涉及一种局限性小，操作方便的岩土层打桩施工钻头。
背景技术
现有技术中，进行岩土层桩基础施工中，进行岩土层打桩施工多采用回转切削掘进模式的钻进设备或气动潜孔锤进行施工，但回转切削式钻进设备的输出扭矩和钻进压力在高负荷的要求下，整机配置要求高，钻进设备的成本较高，钻头及主机的损坏率也较高。另外，气动潜孔锤打不了超大超深岩石桩孔的施工，并且也无法解决气动潜孔锤孔壁护壁易坍塌的技术难题。
发明内容
本发明提供了一种成本低、施工效率高的岩土层打桩施工钻头，其回转切削与冲击并存的掘进模式。在岩土层打桩施工时，对钻机的输出扭矩要求减小，钻进压力可以降低，整机配置可以降低，节约设备整机制造成本，使主机施工损坏率降低，增加了使用寿命。
本发明所采用的技术方案如下：一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，该旋转冲击组合钻头包括旋转动力单元和组合液压冲击锤单元；旋转动力单元包括回转护壁筒1、回转齿轮箱2、液压油回转接头3、液压马达4、不旋转钻杆5、中空轴6、中空齿轮7、液压油管8、冲击锤液压油管9、护壁10。
组合液压冲击锤单元包括分油器11、锤体护壁筒12、液压冲击锤13、冲击锤固定母体14、中空管15、排渣管16、镶合金锤板17。
回转护壁筒1与回转齿轮箱2刚性连接成一个整体，同时回转护壁筒1与不旋转钻杆5刚性连接，不旋转钻杆5为桩孔底部的旋转动力单元提供输出旋转扭矩的反作用力；回转齿轮箱1与液压马达4连接并由液压马达4驱动。
中空齿轮7由回转齿轮箱2驱动并旋转，中空齿轮7与中空轴6连接，中空轴6也随之旋转；护壁10与回转齿轮箱2刚性连接；分油器11一端与中空齿轮7连接，另一端与液压组合冲击锤单元的锤体护壁筒12连接。
液压油回转接头3与中空轴6连接；不旋转钻杆5与打桩机连接，液压油管8与不旋转钻杆5一起深入到桩孔底部，液压油管8为整个液压系统油路部分。
液压冲击锤13一端由冲击锤液压油管9供油并驱动液压冲击锤13，液压冲击锤13另一端与镶合金组合锤头的镶合金锤板17连接；锤体护壁筒12与冲击锤固定母体14刚性连接成一个整体，并由旋转动力单元带动旋转。排渣管16一端连接在冲击锤固定母体14上，排渣管16另一端连接中空管15；施工过程中产生的钻渣通过全液压潜孔旋转冲击组合钻头的中空管15排出到地面。
镶合金组合锤头安装固定在锤固定母体14的底部，镶合金组合锤头为可拆卸、可更换结构。
镶合金组合锤头包括镶合金锤板17、进水口18、定位块19、排渣吸水口20；镶合金锤板17均匀布置在镶合金组合锤头的四周及中间；其中，镶合金组合锤头四周的镶合金锤板17相互垂直均匀对称布置，镶合金组合锤头中间的镶合金锤板17呈直线布置；各镶合金锤板17间通过定位块19连接；所述镶合金组合锤头四周的镶合金锤板17间的定位块19上设置有进水口18、排渣吸水口20；进水口18、排渣吸水口20相互交错布置；桩孔底部的水吸入进水口18；排渣吸水口20与排渣管16相连。
所述液压马达4或为液压减速机。
所述镶合金锤板17为镶合金组合锤头的凸出结构，用以增大镶合金组合锤头与工作面的压强。
本发明的有益效果在于，该全液压潜孔旋转冲击组合钻头施工成本低、效率高，其回转切削与冲击并存的掘进模式。在岩土层打桩施工时，对钻机的输出扭矩要求减小，钻进压力可以降低，整机配置可以降低，节约设备整机制造成本，使主机施工损坏率降低，增加了使用寿命，使打桩入岩石变成一项可操作的施工工作。
附图说明
图1是全液压潜孔旋转冲击组合钻头结构示意图。
图2是可更换的镶合金组合锤头布置图。
图中：1、转护壁筒，2、回转齿轮箱，3、液压油回转接头，4、液压马达，5、不旋转钻杆，6、中空轴，7、中空齿轮，8、液压油管，9、冲击锤液压油管，10、护壁，11、分油器，12、锤体护壁筒，13、液压冲击锤，14、冲击锤固定母体，15、中空管，16、排渣管，17、镶合金锤板，18、进水口，19、定位块，20、排渣吸水口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1-2所示，工作时，全液压潜孔旋转冲击组合钻头中的旋转动力单元由液压马达4或液压减速机通过齿轮组输出工作扭矩，同时带动中空轴6和液压油回转接头3的旋转，以及带动液压组合冲击锤单元的旋转，以实现旋转磨碎；同时全液压潜孔旋转冲击组合钻头中的液压组合冲击锤单元由液压锤输出冲击功传递到冲击锤固定母体14上的镶合金锤板17，镶合金锤板17的冲击功直接作用在岩石层上，以实现冲击破碎；通过旋转磨碎与冲击破碎的同时作用，实现快速掘进施工。
由于全液压潜孔旋转冲击组合钻头的旋转动力和液压组合冲击锤动力是由打桩机上输出的液压油管8提供，同时全液压潜孔旋转冲击组合钻头是在桩孔底部自转，而与其连接传递被动扭矩的不旋转钻杆5并不转动，因此确保了从打桩机上输送到桩孔底部的液压油管不旋转、不缠绕。全液压潜孔旋转冲击组合钻头是由多个液压元件组合而成，所以除了可更换的镶合金组合锤头外，其他部件和液压管件都内置于密闭的腔体内，相对于旋转机构之间都设有密封装置。

Claims (8)

1.一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：该旋转冲击组合钻头包括旋转动力单元和组合液压冲击锤单元；旋转动力单元包括回转护壁筒(1)、回转齿轮箱(2)、液压油回转接头(3)、液压马达(4)、不旋转钻杆(5)、中空轴(6)、中空齿轮(7)、液压油管(8)、冲击锤液压油管(9)、护壁(10)；
组合液压冲击锤单元包括分油器(11)、锤体护壁筒(12)、液压冲击锤(13)、冲击锤固定母体(14)、中空管(15)、排渣管(16)、镶合金锤板(17)；
回转护壁筒(1)与回转齿轮箱(2)刚性连接成一个整体，同时回转护壁筒(1)与不旋转钻杆(5)刚性连接，不旋转钻杆(5)为桩孔底部的旋转动力单元提供输出旋转扭矩的反作用力；回转齿轮箱(1)与液压马达(4)连接并由液压马达(4)驱动；
中空齿轮(7)由回转齿轮箱(2)驱动并旋转，中空齿轮(7)与中空轴(6)连接，中空轴(6)也随之旋转；护壁(10)与回转齿轮箱(2)刚性连接；分油器(11)一端与中空齿轮(7)连接，另一端与液压组合冲击锤单元的锤体护壁筒(12)连接；
液压油回转接头(3)与中空轴(6)连接；不旋转钻杆(5)与打桩机连接，液压油管(8)与不旋转钻杆(5)一起深入到桩孔底部，液压油管(8)为整个液压系统油路部分；
液压冲击锤(13)一端由冲击锤液压油管(9)供油并驱动液压冲击锤(13)，液压冲击锤(13)另一端与镶合金组合锤头的镶合金锤板(17)连接；锤体护壁筒(12)与冲击锤固定母体(14)刚性连接成一个整体，并由旋转动力单元带动旋转；排渣管(16)一端连接在冲击锤固定母体(14)上，排渣管(16)另一端连接中空管(15)；施工过程中产生的钻渣通过全液压潜孔旋转冲击组合钻头的中空管(15)排出到地面。
2.根据权利要求1所述的一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：镶合金组合锤头安装固定在锤固定母体(14)的底部，镶合金组合锤头为可拆卸、可更换结构。
3.根据权利要求1所述的一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：镶合金组合锤头包括镶合金锤板(17)、进水口(18)、定位块(19)、排渣吸水口(20)；镶合金锤板(17)均匀对称布置在镶合金组合锤头的四周及中间；其中，镶合金组合锤头四周的镶合金锤板(17)相互垂直均匀布置，镶合金组合锤头中间的镶合金锤板(17)呈直线布置；各镶合金锤板(17)间通过定位块(19)连接；所述镶合金组合锤头四周的镶合金锤板(17)间的定位块(19)上设置有进水口(18)、排渣吸水口(20)；进水口(18)、排渣吸水口(20)相互交错布置；桩孔底部的水吸入进水口(18)；排渣吸水口(20)与排渣管(16)相连。
4.根据权利要求1所述的一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：所述液压马达(4)或为液压减速机。
5.根据权利要求1所述的一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：所述镶合金锤板(17)为镶合金组合锤头的凸出结构，用以增大镶合金组合锤头与工作面的压强。
6.根据权利要求1所述的一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：工作时，全液压潜孔旋转冲击组合钻头中的旋转动力单元由液压马达(4)或液压减速机通过齿轮组输出工作扭矩，同时带动中空轴(6)和液压油回转接头(3)的旋转，以及带动液压组合冲击锤单元的旋转，以实现旋转磨碎；同时全液压潜孔旋转冲击组合钻头中的液压组合冲击锤单元由液压锤输出冲击功传递到冲击锤固定母体(14)上的镶合金锤板(17)，镶合金锤板(17)的冲击功直接作用在岩石层上，以实现冲击破碎；通过旋转磨碎与冲击破碎的同时作用，实现快速掘进施工。
7.根据权利要求1所述的一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：由于全液压潜孔旋转冲击组合钻头的旋转动力和液压组合冲击锤动力是由打桩机上输出的液压油管(8)提供，同时全液压潜孔旋转冲击组合钻头是在桩孔底部自转，而与其连接传递被动扭矩的不旋转钻杆(5)并不转动，因此确保了从打桩机上输送到桩孔底部的液压油管不旋转、不缠绕。
8.根据权利要求1所述的一种在复杂岩土层打桩的全液压潜孔旋转冲击组合钻头，其特征在于：全液压潜孔旋转冲击组合钻头是由多个液压元件组合而成，所以除了可更换的镶合金组合锤头外，其他部件和液压管件都内置于密闭的腔体内，相对于旋转机构之间都设有密封装置。
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