CN104695855A - 一种潜孔锤钻机动力头机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种潜孔锤钻机动力头机构，包括驱动器(9)、托架(8)、支架(7)、钻杆连接装置(14)、潜孔锤注气装置(17)、固定装置(18)、过渡装置(19)以及至少两个抱紧装置(10)，托架、驱动器以及支架之间形成三角形固定结构；钻杆连接装置安装在驱动器内，并利用抱紧装置进行固定；潜孔锤注气装置与固定装置、过渡装置连接；钻杆连接装置的底端与钻杆连接。本发明可将旋挖钻机与气动潜孔锤工法结合起来的产品，攻克了现有旋挖钻进硬岩施工效率慢、钻具磨损快的难题，还能成倍提升入岩效率；满足潜孔锤施工使用的要求，还可实现其他施工工法。
Description
技术领域
本发明涉及一种潜孔锤钻机，具体是一种潜孔锤钻机动力头机构，属于潜孔锤钻机技术领域。
背景技术
目前，旋挖钻机在国内混凝土灌注桩工程已得到广泛的应用，但在硬岩地层钻进存在工作效率低、钻齿消耗高、可靠性差等缺点，即国内旋挖钻机不能实现快速的硬岩施工，旋挖钻机在硬岩施工方面施工效率慢，钻具磨损快。然而，由压缩空气驱动活塞往复运动并打击锤头传递冲击功和高频冲击进行钻进的气动潜孔锤在动力头驱动下可实现回转冲击的双重效果，并通过正循环或反循环的方式连续快速的将孔底破碎物排至地面，适用于硬岩地层的快速钻进，在国内已有应用先例。因此，为了对硬岩地层进行快速钻进，可将潜孔锤用于旋挖钻机，但在结合旋挖钻机使用时，目前还没有成熟的设备以及工艺。
此外，市场上的潜孔锤产品大都是配合多功能桩架使用，在实际使用过程中存在如下问题：1、潜孔锤配合多功能桩架使用，导致整机转场运输较笨重；2、多功能桩架只能配置潜孔锤使用，功能单一，占地面积较大，也浪费机器资源。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种潜孔锤钻机动力头机构，是可将旋挖钻机与气动潜孔锤工法结合起来的产品，利用冲击破碎的原理破碎硬岩，可攻克现有旋挖钻进硬岩施工效率慢、钻具磨损快的难题，成倍提升入岩效率；不仅能够满足潜孔锤施工使用的要求，而且可用于旋挖钻进，更换相关结构件，还可用于长螺旋、搓管机等。
为了实现上述目的，本发明采用的一种潜孔锤钻机动力头机构，包括驱动器、托架、支架、钻杆连接装置、潜孔锤注气装置、固定装置、过渡装置以及至少两个抱紧装置，所述托架安装在钻机钻桅上，并可沿钻机钻桅上下滑动；所述托架的下端与驱动器的右端固定连接，托架的上端与支架的上端固定连接，支架的下端与驱动器的上端固定连接，托架、驱动器以及支架之间形成三角形固定结构；所述钻杆连接装置安装在驱动器内，并利用抱紧装置进行固定；所述潜孔锤注气装置上开有注气孔，潜孔锤注气装置的外圈与安装在二倍率滑轮架上的固定装置连接，内圈与安装在钻杆连接装置上端的过渡装置连接；所述钻杆连接装置的底端与钻杆连接；当驱动器转动时，驱动器的旋转运动将带动钻杆连接装置转动，钻杆连接装置的转动将带动钻杆和过渡装置做旋转运动。
还包括主卷扬机、四倍率滑轮架、钢丝绳I和二倍率滑轮架，所述二倍率滑轮架安装在支架上，并与支架固定连接；所述钢丝绳I的一端缠绕在主卷扬机上，另一端依次穿过固定在钻机钻桅顶端的四倍率滑轮架上的滑轮组以及安装在二倍率滑轮架上的滑轮，通过钢丝绳I的收放可实现动力头的二倍率提升。
还包括加压卷扬机和钢丝绳II，所述加压卷扬机固定安装在驱动器的下端；所述钢丝绳II的一端缠绕在加压卷扬机上，另一端固定在钻机钻桅的下端，通过钢丝绳Ⅱ的收放实现动力头的卷扬加压。
所述加压卷扬机通过销轴Ⅶ和圆螺母Ⅶ安装在驱动器上。
所述钻杆连接装置为中空结构，下端为六角形输出轴。
所述二倍率滑轮架为箱型结构。
所述支架为箱型结构。
所述托架的下端通过销轴Ⅲ、圆螺母Ⅲ与驱动器的右端连接；所述托架的上端通过销轴Ⅳ、圆螺母Ⅳ与支架的上端连接；所述支架的下端通过销轴Ⅴ、圆螺母Ⅴ与驱动器的上端连接；所述二倍率滑轮架通过销轴Ⅵ、圆螺母Ⅵ与支架连接。
所述潜孔锤注气装置外圈与固定装置之间通过螺栓I、螺母I连接，内圈与过渡装置之间通过螺栓连接；所述的固定装置与二倍率滑轮架之间通过销轴II和圆螺母II连接；所述的过渡装置与钻杆连接装置通过螺栓连接。
与现有技术相比，本发明根据现有旋挖钻机的特点，结合实施潜孔锤施工工法的要求，通过在现有动力机构的基础上增加了钻杆连接装置等部件，最终，使其可以用于实现钻机的潜孔锤工法的施工，实现了将旋挖钻机与气动潜孔锤工法结合的目的，利用冲击破碎的原理破碎硬岩，将攻克现有旋挖钻进硬岩施工效率慢、钻具磨损快的难题，成倍的提升入岩效率。同时，拆下钻杆连接装置、抱紧装置、潜孔锤注气装置、固定装置以及过渡装置，更换相关结构件，钻机就可以实现其他施工工法，如旋挖钻机，提高了钻机动力头机构应用的多功能性。其中，二倍率滑轮架、滑轮和加压卷扬机的设置，实现了二倍率滑轮提升卷扬加压，当主卷扬机单绳输出的额定力通过动滑轮缠绕后，提升力原有单绳拉力乘动滑轮出绳数量，增大了整机提升力，当加压卷扬机单绳输出的额定力作用在钻机钻桅上，保证加压力的需求；同时，托架、驱动器及支架形成三角形连接结构，有效的增大了其承载力，减少了动力头损坏的发生。此外，加压卷扬机安装在驱动器上，安装紧凑、节约了空间，同时实现更大的加压力。
附图说明
图1为本发明的装配主视图；
图2为本发明的部分俯视图；
图3为图1中A向的结构示意图；
图4为注气装置与二倍率滑轮架连接示意图；
图5为为图1的A-A剖视图。
图中：1、四倍率滑轮架，2、钻机钻桅，3、钢丝绳I，4、主卷扬机，5、滑轮，6、二倍率滑轮架，7、支架，8、托架，9、驱动器，10、抱紧装置，11、加压卷扬机，12、钻杆,13、钢丝绳II，14、钻杆连接装置，15、销轴I，16、圆螺母I，17、潜孔锤注气装置，18、固定装置，19、过渡装置，20、螺栓I，21、螺母I，22、销轴II，23、圆螺母II，24、螺栓II，25、螺母II，26、销轴Ⅲ，27、圆螺母Ⅲ，28、销轴Ⅳ，29、圆螺母Ⅳ，30、销轴Ⅴ，31、圆螺母Ⅴ，32、销轴Ⅵ，33、圆螺母Ⅵ,34、销轴Ⅶ，35、圆螺母Ⅶ，36、排气孔，37、注气孔，38、通气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图5所示，一种潜孔锤钻机动力头机构，包括驱动器9、托架8、支架7、钻杆连接装置14、潜孔锤注气装置17、固定装置18、过渡装置19以及至少两个抱紧装置10，所述托架8安装在钻机钻桅2上，并可沿钻机钻桅2上下滑动；所述托架8的下端与驱动器9的右端固定连接，托架8的上端与支架7的上端固定连接，支架7的下端与驱动器9的上端固定连接，托架8、驱动器9以及支架7之间形成三角形固定结构；所述钻杆连接装置14安装在驱动器9内，并利用抱紧装置2进行固定；所述潜孔锤注气装置17上开有注气孔，潜孔锤注气装置17的外圈与安装在二倍率滑轮架6上的固定装置18连接，内圈与安装在钻杆连接装置14上端的过渡装置19连接；所述钻杆连接装置14的底端与钻杆12连接；当驱动器9转动时，驱动器9的旋转运动将带动钻杆连接装置14转动，钻杆连接装置14的转动将带动钻杆12和过渡装置19做旋转运动。
作为本发明的进一步改进，还可包括主卷扬机4、四倍率滑轮架1、钢丝绳I3和二倍率滑轮架6，所述二倍率滑轮架6安装在支架7上，并与支架7固定连接；所述钢丝绳I3的一端缠绕在主卷扬机4上，另一端依次穿过固定在钻机钻桅2顶端的四倍率滑轮架1上的滑轮组以及安装在二倍率滑轮架6上的滑轮5，通过钢丝绳I3的收放可实现动力头的二倍率提升。
作为本发明的进一步改进，还可包括加压卷扬机11和钢丝绳II13，所述加压卷扬机11固定安装在驱动器9的下端；所述钢丝绳II13的一端缠绕在加压卷扬机11上，另一端固定在钻机钻桅2的下端，通过钢丝绳Ⅱ13的收放实现动力头的卷扬加压。加压卷扬机11和钢丝绳II13的增设，可实现动力头的卷扬加压，增大了加压力；同时，将加压卷扬机11安装在驱动器9上，安装紧凑、节约了空间；加上二倍率滑轮架6、滑轮5配合，实现了二倍率滑轮提升卷扬加压，当主卷扬机单绳输出的额定力通过动滑轮缠绕后，提升力原有单绳拉力乘动滑轮出绳数量，增大了整机提升力；当加压卷扬机单绳输出的额定力作用在钻机钻桅上，可保证加压力的需求。
优选地，考虑到安装拆卸问题，可利用销轴Ⅶ34和圆螺母Ⅶ35将加压卷扬机11安装在驱动器9上，这样更便于进行组装和拆卸，操作方便。
所述钻杆连接装置14为中空结构，下端为六角形输出轴。
优选地，所述二倍率滑轮架6可以采用箱型结构，其抗扭抗弯性能好，承载力较大，保证了安装在其上方的滑轮5在恒定臂长的情况下，具有相当于四倍率大的承载能力，进而减少了整个动力头损坏的情况发生。
优选地，所述支架7也可以采用箱型结构，箱型结构的抗扭抗弯性能好，承载力较大，确保与托架8、驱动器9形成的三角形结构更稳固，进而进一步增大整体的承载力。
如图1至图5所示，所述托架8的下端通过销轴Ⅲ26、圆螺母Ⅲ27与驱动器9的右端连接；所述托架8的上端通过销轴Ⅳ28、圆螺母Ⅳ29与支架7的上端连接；所述支架7的下端通过销轴Ⅴ30、圆螺母Ⅴ31与驱动器9的上端连接；所述二倍率滑轮架6通过销轴Ⅵ32、圆螺母Ⅵ33与支架7连接。将托架8、支架7、驱动器9及二倍率滑轮架6之间通过销轴和圆螺母的配合进行连接，不仅连接方式简单，更易进行组装和拆卸，操作方便，而且通过销轴进行对准定位，可确保三角形结构更稳固。
如图4所示，所述潜孔锤注气装置17外圈与固定装置18之间通过螺栓I20、螺母I21连接，内圈与过渡装置19之间通过螺栓连接；所述的固定装置18与二倍率滑轮架6之间通过销轴II22和圆螺母II23连接；所述的过渡装置19与钻杆连接装置14通过螺栓连接。螺栓连接的方式更便于拆卸。
使用前，可先钻杆连接装置14安装在驱动器9上，并用抱紧装置10进行固定；同时将潜孔锤注气装置17与固定装置18、过渡装置19固定连接，并将过渡装置19与钻杆连接装置14连接；接着，将托架8、支架7安装在驱动器9上，并将托架8安装在钻机钻桅2上，确保其可沿钻机钻桅2的导轨上下滑动，如可使托架8与钻机钻桅之间装配间隙为2mm；然后将固定装置18与安装在支架7上的二倍率滑轮架6固定连接，并将主卷扬机4上的钢丝绳I3依次穿过固定在钻机钻桅2顶端的四倍率滑轮架1上的滑轮组以及安装在二倍率滑轮架6上的滑轮5；最后，再将钻杆12安装在钻杆连接装置14的下端，并安装加压卷扬机11。
工作时，空气压缩机提供的压缩空气通过潜孔锤注气装置17的注气孔37注入，并经钻杆连接装置14的排气孔36排出，可以实现钻机的潜孔锤工法的施工，实现了将旋挖钻机与气动潜孔锤工法结合的目的，利用冲击破碎的原理破碎硬岩，将攻克现有旋挖钻进硬岩施工效率慢、钻具磨损快的难题，成倍的提升入岩效率。同时，拆下钻杆连接装置14、抱紧装置10、潜孔锤注气装置17、固定装置18以及过渡装置19，更换相关结构件，钻机可以实现其他施工工法，如旋挖钻机，提高了钻机动力头机构应用的多功能性。本发明设有二倍率滑轮架6、滑轮5和加压卷扬机11，实现了二倍率滑轮提升卷扬加压，当主卷扬机单绳输出的额定力通过动滑轮缠绕后，提升力原有单绳拉力乘动滑轮出绳数量，增大了整机提升力，当加压卷扬机单绳输出的额定力作用在钻机钻桅上，保证加压力的需求；同时，托架8、驱动器9及支架7形成三角形连接结构，有效的增大了其承载力，减少了动力头损坏的发生。此外，加压卷扬机安装在驱动器9上，安装紧凑、节约了空间，同时实现更大的加压力。
Claims (9)
1.一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，包括驱动器(9)、托架(8)、支架(7)、钻杆连接装置(14)、潜孔锤注气装置(17)、固定装置(18)、过渡装置(19)以及至少两个抱紧装置(10)，
所述托架(8)安装在钻机钻桅(2)上，并可沿钻机钻桅(2)上下滑动；所述托架(8)的下端与驱动器(9)的右端固定连接，托架(8)的上端与支架(7)的上端固定连接，支架(7)的下端与驱动器(9)的上端固定连接，托架(8)、驱动器(9)以及支架(7)之间形成三角形固定结构；
所述钻杆连接装置(14)安装在驱动器(9)内，并利用抱紧装置(2)进行固定；所述潜孔锤注气装置(17)上开有注气孔，潜孔锤注气装置(17)的外圈与安装在二倍率滑轮架(6)上的固定装置(18)连接，内圈与安装在钻杆连接装置(14)上端的过渡装置(19)连接；所述钻杆连接装置(14)的底端与钻杆(12)连接；当驱动器(9)转动时，驱动器(9)的旋转运动将带动钻杆连接装置(14)转动，钻杆连接装置(14)的转动将带动钻杆(12)和过渡装置(19)做旋转运动。
2.根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，还包括主卷扬机(4)、四倍率滑轮架(1)、钢丝绳I(3)和二倍率滑轮架(6)，所述二倍率滑轮架(6)安装在支架(7)上，并与支架(7)固定连接；所述钢丝绳I(3)的一端缠绕在主卷扬机(4)上，另一端依次穿过固定在钻机钻桅(2)顶端的四倍率滑轮架(1)上的滑轮组以及安装在二倍率滑轮架(6)上的滑轮(5)，通过钢丝绳I(3)的收放可实现动力头的二倍率提升。
3.根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，还包括加压卷扬机(11)和钢丝绳II(13)，所述加压卷扬机(11)固定安装在驱动器(9)的下端；所述钢丝绳II(13)的一端缠绕在加压卷扬机(11)上，另一端固定在钻机钻桅(2)的下端，通过钢丝绳Ⅱ(13)的收放实现动力头的卷扬加压。
4.根据权利要求3所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，所述加压卷扬机(11)通过销轴Ⅶ(34)和圆螺母Ⅶ(35)安装在驱动器(9)上。
5.根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，所述钻杆连接装置(14)为中空结构，下端为六角形输出轴。
6.根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，所述二倍率滑轮架(6)为箱型结构。
7.根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，所述支架(7)为箱型结构。
8.根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，所述托架(8)的下端通过销轴Ⅲ(26)、圆螺母Ⅲ(27)与驱动器(9)的右端连接；所述托架(8)的上端通过销轴Ⅳ(28)、圆螺母Ⅳ(29)与支架(7)的上端连接；所述支架(7)的下端通过销轴Ⅴ(30)、圆螺母Ⅴ(31)与驱动器(9)的上端连接；所述二倍率滑轮架(6)通过销轴Ⅵ(32)、圆螺母Ⅵ(33)与支架(7)连接。
9.根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻机动力头机构，其特征在于，所述潜孔锤注气装置(17)外圈与固定装置(18)之间通过螺栓I(20)、螺母I(21)连接，内圈与过渡装置(19)之间通过螺栓连接；所述的固定装置(18)与二倍率滑轮架(6)之间通过销轴II(22)和圆螺母II(23)连接；所述的过渡装置(19)与钻杆连接装置(14)通过螺栓连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |