CN104879125B - 一种轻便机械式声频振动取样钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轻便机械式声频振动取样钻机,包括底座、立柱、声频振动装置、提升装置、传动软轴及动力输出装置，所述立柱固定在所述底座上；所述声频振动装置的上端与钢丝绳的一端固定，其下端连接钻具，所述钢丝绳的另一端绕过所述立柱顶端设置的滑轮与所述提升装置连接；所述提升装置固定在所述立柱上；所述声频振动装置的动力输入端通过所述传动软轴与所述动力输出装置连接。本发明通过纯机械式传动带动偏心机构产生声频振动和激振力，即通过传动软轴带动声频振动装置，通过声频振动装置产生最高200Hz的振动频率和激振力，将激振力传到钻具上，实现钻具的声频振动钻进。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻便机械式声频振动取样钻机,属于土壤原状取样用钻探设备。
背景技术
目前土壤原状取样都在第四系松散(软)的覆盖层中，要求样品的采取率高、对样品无污染、无扰动、保持原始的状态。取样的特点是孔深较浅，孔位分布广，且对所取样品的原位性要求较高，且很多具有交通不便、钻进周期短等特点。
声频振动钻进取样技术是一种新的钻进方法，具有钻进速度快、不会对样品产生扰动和污染、取心效果好等优点。可广泛应用于环境地质调查、科学钻探、浅层矿产资源勘探、岩土工程勘查等领域。
目前国内土壤原状取样大多都是通过回转或冲击钻进，对土壤的扰动大，无法实现样品的无扰动。能够实现声频振动取样的设备很少，且现有的声频振动原状取样设备是通过液压马达带动偏心机构，产生声频振动进行钻进取样，钻机存在很多的不足，主要体现在振动头加工复杂，结构复杂，体积庞大，笨重，所以导致搬迁困难，浪费材料，成本高，适应环境的能力差，在施工处对环境的破坏性大。其次是振幅、频率的可调性低，激振力不够大，平稳性低，很难实现钻机的轻便和高效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轻便机械式声频振动取样钻机，克服现有技术中振动头加工复杂，结构复杂，体积庞大，笨重，所以导致搬迁困难，浪费材料，成本高，适应环境的能力差，在施工处对环境的破坏性大且振幅、频率的可调性低，激振力不够大，平稳性低，很难实现钻机的轻便和高效的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种轻便机械式声频振动取样钻机,包括底座、立柱、声频振动装置、提升装置、传动软轴及动力输出装置，所述立柱固定在所述底座上；所述声频振动装置的上端与钢丝绳的一端固定，其下端连接钻具，所述钢丝绳的另一端绕过所述立柱顶端设置的滑轮与所述提升装置连接；所述提升装置固定在所述立柱上；所述声频振动装置的动力输入端通过所述传动软轴与所述动力输出装置连接。
本发明的有益效果是：本发明通过纯机械式传动带动偏心机构产生声频振动和激振力，即通过传动软轴带动声频振动装置，通过声频振动装置产生200Hz的振动频率和激振力，将激振力传到钻具上，实现钻具的声频振动钻进。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
本发明如上所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,进一步，所述动力输出装置包括动力机、大皮带轮、小皮带轮，所述动力机的输出轴上固定大皮带轮，所述小皮带轮固定在所述传动软轴一端设的传动轴上；所述大皮带轮和所述小皮带轮通过皮带连接。
本发明如上所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,进一步，所述声频振动装置包括振动壳体、高速轴承、变速箱壳体及大锥齿轮和小锥齿轮，所述振动壳体包括第一空心柱状壳体及第二空心柱状壳体，所述第二空心柱状壳体沿着所述第一空心柱状壳体的径向方向穿过所述第一空心柱状壳体的中部；所述第一空心柱状壳体两侧的所述第二空心柱状壳体内设有高速轴承，所述高速轴承上安装偏心轴；所述第二空心柱状壳体的一端设有调整端盖；所述变速箱壳体与所述第二空心柱状壳体的另一端连接并连通；所述大锥齿轮和小锥齿轮安装在所述变速箱壳体内，所述小锥齿轮安装在输出轴上，所述输出轴与所述偏心轴连接；所述小锥齿轮安装在所述传动软轴另一端设置的传动轴上；所述大锥齿轮和小锥齿轮相互啮合。
本发明采用上述进一步的有益效果是：动力机输出之后的通过大皮带轮和小皮带轮的增速通过传动软轴带动大锥齿轮和小锥齿轮增速后可以使得偏心轴能够达到12000次/分钟的转速，从而实现振动壳体最高达到200Hz的振动频率和钻具钻进过程中所需的激振力。偏心轴由两个高速轴承支撑，通过高速的润滑油进行润滑；在钻具钻进取样过程中，可以根据地层的具体情况调整汽油机的转速，从而调整振动头产生的频率和激振力，实现钻进参数的最优化，实现快速高效的钻进。
本发明如上所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,进一步，所述第一空心柱状壳体的顶部设有端盖，所述端盖上固定有提环。
本发明如上所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,进一步，还包括把手，所述把手沿着所述第一空心柱状壳体的径向方向穿过第一空心柱状壳体。
本发明如上所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,进一步，所述动力机为汽油机。
本发明如上所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,进一步，所述大皮带轮和小皮带轮的齿轮比2/1，所述大锥齿轮和小锥齿轮的齿轮比2/1。
附图说明
图1为本发明一种轻便机械式声频振动取样钻机结构示意图；
图2为本发明一种轻便机械式声频振动取样钻机剖面示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、声频振动装置，11、振动壳体，12、高速轴承，13、变速箱壳体，14、大锥齿轮，15、小锥齿轮，16、偏心轴，17、调整端盖，2、传动软轴，3、动力输出装置，31、动力机，32、大皮带轮，33、小皮带轮，4、提升装置，5、立柱，6、底座，7、钻具，8、提环，9、钢丝绳，10、滑轮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2所示，一种轻便机械式声频振动取样钻机,包括底座6、立柱5、声频振动装置1、提升装置4、传动软轴2及动力输出装置3，所述立柱5固定在所述底座6上；所述声频振动装置1的上端与钢丝绳9的一端固定，其下端连接钻具7，所述钢丝绳9的另一端绕过所述立柱5顶端设置的滑轮10与所述提升装置4连接；所述提升装置4固定在所述立柱5上；所述声频振动装置1的动力输入端通过所述传动软轴2与所述动力输出装置3连接。
本发明一种轻便机械式声频振动取样钻机,在一种具体实施时，所述动力输出装置3包括动力机31、大皮带轮32、小皮带轮33，所述动力机的输出轴上固定大皮带轮，所述小皮带轮固定在所述传动软轴2一端设的传动轴上；所述大皮带轮32和所述小皮带轮33通过皮带连接。所述动力机为汽油机。
本发明一种轻便机械式声频振动取样钻机,在另一种具体实施时，所述声频振动装置1包括振动壳体11、高速轴承12、变速箱壳体13及大锥齿轮14和小锥齿轮15，所述振动壳体11包括第一空心柱状壳体及第二空心柱状壳体，所述第二空心柱状壳体沿着所述第一空心柱状壳体的径向方向穿过所述第一空心柱状壳体的中部；所述第一空心柱状壳体两侧的所述第二空心柱状壳体内设有高速轴承，所述高速轴承上安装偏心轴16；所述第二空心柱状壳体的一端设有调整端盖17；所述变速箱壳体与所述第二空心柱状壳体的另一端连接并连通；所述大锥齿轮和小锥齿轮安装在所述变速箱壳体内，所述小锥齿轮安装在输出轴上，所述输出轴与所述偏心轴连接；所述小锥齿轮安装在所述传动软轴另一端设置的传动轴上；所述大锥齿轮和小锥齿轮相互啮合。所述偏心轴由两个高速轴承支撑，通过高速的润滑油进行润滑；所述大皮带轮和小皮带轮的齿轮比2/1，所述大锥齿轮和小锥齿轮的齿轮比2/1。
本发明一种轻便机械式声频振动取样钻机,具体实施例过程，所述第一空心柱状壳体的顶部设有端盖，所述端盖上固定有提环。
本发明一种轻便机械式声频振动取样钻机,具体实施例过程，还包括把手，所述把手沿着所述第一空心柱状壳体的径向方向穿过第一空心柱状壳体。
本发明动力机输出之后的通过大皮带轮和小皮带轮的增速通过传动软轴带动大锥齿轮和小锥齿轮增速后可以使得偏心轴能够达到12000次/分钟的转速，偏心轴及偏心轴上的偏心块通过高速轴承将激振力传递给振动壳体，从而实现振动壳体最高可以达到200Hz的振动频率和钻具钻进过程中所需的激振力。在钻具钻进取样过程中，可以根据地层的具体情况调整汽油机的转速，从而调整振动头产生的频率和激振力，实现钻进参数的最优化，实现快速高效的钻进。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种轻便机械式声频振动取样钻机,其特征在于，包括底座、立柱、声频振动装置、提升装置、传动软轴及动力输出装置，所述立柱固定在所述底座上；所述声频振动装置的上端与钢丝绳的一端固定，其下端连接钻具，所述钢丝绳的另一端绕过所述立柱顶端设置的滑轮与所述提升装置连接；所述提升装置固定在所述立柱上；所述声频振动装置的动力输入端通过所述传动软轴与所述动力输出装置连接；
所述动力输出装置包括动力机、大皮带轮、小皮带轮，所述动力机的输出轴上固定大皮带轮，所述小皮带轮固定在所述传动软轴一端设的传动轴上；所述大皮带轮和所述小皮带轮通过皮带连接；
所述声频振动装置包括振动壳体、高速轴承、变速箱壳体及大锥齿轮和小锥齿轮，所述振动壳体包括第一空心柱状壳体及第二空心柱状壳体，所述第二空心柱状壳体沿着所述第一空心柱状壳体的径向方向穿过所述第一空心柱状壳体的中部；所述第一空心柱状壳体两侧的所述第二空心柱状壳体内设有高速轴承，所述高速轴承上安装偏心轴；所述第二空心柱状壳体的一端设有调整端盖；所述变速箱壳体与所述第二空心柱状壳体的另一端连接并连通；所述大锥齿轮和小锥齿轮安装在所述变速箱壳体内，所述小锥齿轮安装在输出轴上，所述输出轴与所述偏心轴连接；所述小锥齿轮安装在所述传动软轴另一端设置的传动轴上；所述大锥齿轮和小锥齿轮相互啮合。
2.根据权利要求1所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,其特征在于，所述第一空心柱状壳体的顶部设有端盖，所述端盖上固定有提环。
3.根据权利要求1所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,其特征在于，还包括把手，所述把手沿着所述第一空心柱状壳体的径向方向穿过第一空心柱状壳体。
4.根据权利要求1所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,其特征在于，所述动力机为汽油机。
5.根据权利要求1至4任一项所述一种轻便机械式声频振动取样钻机,其特征在于，所述大皮带轮和小皮带轮的齿轮比2/1，所述大锥齿轮和小锥齿轮的齿轮比2/1。
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