CN105002898B - 水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑设备技术领域，尤其是涉及一种水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构。它解决了现有水泥土搅拌桩打桩机钻孔时搅拌不均匀等问题。包括具有内腔的驱动箱体，驱动箱体上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆，主钻杆周向外侧设有至少两根副钻杆，主钻杆连接有能驱动主钻杆周向转动的主钻杆驱动结构，主钻杆与副钻杆之间设有副钻杆传动结构。优点在于：通过单个驱动器能实现主钻杆与副钻杆的同向与反向转动，提高了搅拌的均匀性，钻杆体可以轴向伸缩且可以在周向转动的同时进行轴向滑动，不易遇到无法钻动的现象，增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力。

Description

水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构

技术领域

本发明属于建筑设备技术领域，尤其是涉及一种水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构。

背景技术

水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。常见的水泥土搅拌桩的打桩机多通过多个钻杆同时工作来钻出钻孔，现有的钻杆多为一个或多个驱动器带动同向转动，这时钻孔方式存在着诸多不足，例如，搅拌不够均匀，这样降低了钻杆施工时的效率，耗时长，且钻杆向下钻动时反作用力大，易导致整个打桩机稳定性较差。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种双向搅拌桩的成桩操作方法[申请号：200410065862.9]，其操作方法为:a:整平场地；b:双向搅拌桩机定位:起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中；c:搅拌下沉:启动双向搅拌桩机,使双向搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土,开启送浆泵,向土体喷水泥浆,双向搅拌桩机钻杆上分别正、反向旋转的叶片同时旋转搅拌水泥土；d:双向搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土,直到设计深度；e:搅拌提升的同时,双向搅拌桩机钻杆上正反向旋转的叶片继续搅拌水泥土；f:提升、搅拌到地表或设计标高以上50cm,完成双向搅拌水泥土搅拌桩的施工,水泥土搅拌桩采用梅花形或方形布置,确保成桩质量和桩身质量。上述方案虽然在一定程度上解决了现有水泥土搅拌桩机的钻杆只能同向转动的问题，但是该方案需要配置多个驱动器，这样无疑增加了施工的成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，钻孔时搅拌均匀的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，包括具有内腔的驱动箱体，所述的驱动箱体上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆，所述的主钻杆周向外侧设有至少两根副钻杆，其特征在于，所述的主钻杆连接有能驱动主钻杆周向转动的主钻杆驱动结构，所述的主钻杆与副钻杆之间设有当主钻杆周向转动时能带动至少一根副钻杆与主钻杆同步反向转动且能带动剩余的副钻杆与主钻杆同步正向转动的副钻杆传动结构。显然，主钻杆驱动结构驱动主钻杆转动的同时可以带动部分副钻杆反向转动且能使剩余副钻杆正向转动，这样使得搅拌更加均匀，减少钻孔使得反作用力，且单个驱动器即可实现，节约了成本。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的副钻杆以主钻杆为圆心呈环形分布设置，且所述的副钻杆与主钻杆在竖直方向的投影不位于同一直线上。优选地，这里的主钻杆与副钻杆均设有搅拌体，主钻杆与副钻杆在竖直方向上错位设置，主钻杆与副钻杆的中心线在竖直方向的投影不位于同一直线上的主钻杆与副钻杆的中心线依次相连形成三角形结构，这样增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力，且各个主钻杆与副钻杆竖直方向上错位设置，一方面可以提高搅拌时的均匀性，另一方向也减小了施工时钻孔的难度。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的副钻杆包括若干设置在主钻杆周向外侧的第一副钻杆体与第二副钻杆体，所述的第一副钻杆体与第二副钻杆体一一交错设置且所述的第一副钻杆体与第二副钻杆体均以主钻杆为圆心周向分布且形成直径不同的环形结构。优选地，这里的第一副钻杆体与第二副钻杆体数量相等且一一交错设置。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的主钻杆驱动结构包括设置在驱动箱体上的主钻杆驱动器，所述的主钻杆驱动器上设有驱动齿轮，且所述的主钻杆上套设有与主钻杆固定相连且位于驱动箱体内的双联齿轮，且所述的驱动齿轮与双联齿轮相互啮合。即通过驱动齿轮带动双联齿轮转动从而使得主钻杆周向转动。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的副钻杆传动结构包括设置在主钻杆与第一副钻杆体之间且当主钻杆周向转动时能带动第一副钻杆体与主钻杆同步反向转动的第一传动组件以及设置在主钻杆与第二副钻杆体之间且当主钻杆周向转动时能带动第二副钻杆体与主钻杆同步正向转动的第二传动组件。即这里的双联齿轮转动同时驱动第一副钻杆体和第二副钻杆体同向或反向转动。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的第一传动组件包括套设在第一副钻杆体上且与第一副钻杆体固定相连的第一传动齿轮，且所述的第一传动齿轮与双联齿轮相互啮合。显然，双联齿轮转动时带动第一传动齿轮转动从而实现第一副钻杆体与主钻杆同步且同向转动。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的第二传动组件包括套设在第二副钻杆体上且与第二副钻杆体固定相连的第二传动齿轮，所述的第二传动齿轮通过过桥齿轮与双联齿轮相连。这里的过桥齿轮设置在转动柱上，双联齿轮转动时带动第二传动齿轮转动且过桥齿轮具有转动方向切换的功能这样使得第二副钻杆体与主钻杆同步且正向转动。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的第一传动齿轮与过桥齿轮以双联齿轮为圆心周向分布且形成第一环形结构，所述的第二传动齿轮以双联齿轮为圆心周向分布且形成与第一环形结构直径不同的第二环形结构。这里的第一传动齿轮与第二传动齿轮的齿轮比相等。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的驱动箱体上设有若干由竖直设置的第一贯穿孔与第二贯穿孔相连通而成的通孔，且所述的主钻杆与副钻杆均穿设于通孔内，所述的主钻杆与通孔之间设有若干第一轴承，所述的副钻杆与通孔之间设有若干第二轴承。这样便于主钻杆与副钻杆的转动，优选地，这里的主钻杆与驱动箱体之间还设有当主钻杆处于周向转动状态或处于周向静止状态时均能驱动主钻杆沿竖直方向往复滑动的轴向驱动机构，这是由于在钻孔时遇到较为坚硬的土层或石块时，主钻杆由轴向驱动机构带动可以轴向伸缩，不易遇到无法钻动的现象，使得钻孔更加容易，提高了钻孔的效率，这里的轴向驱动机构包括设置在通孔内且位于第一轴承内圈的花键套，花键套周向内侧具有若干轴向延伸的导向槽，主钻杆周向外侧设有若干轴向延伸的导向凸条，且所述的导向凸条与导向槽滑动配合，在驱动箱体上设有支撑架体，支撑架体上设有升降驱动器，且所述的升降驱动器的输出轴通过轴承座与主钻杆相连。

在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构中，所述的驱动箱体上端设有敞口，且所述的敞口上设有能将敞口封闭的盖板，且所述的第一贯穿孔均设置在盖板上，所述的第二贯穿孔均设置在驱动箱体底部。便于驱动箱体内各个传动部件的安装与检修。

与现有的技术相比，本水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构的优点在于：通过单个驱动器能实现主钻杆与副钻杆的同向与反向转动，这样提高了搅拌的均匀性，钻孔时遇到较为坚硬的土层或石块时，钻杆体可以轴向伸缩且可以在周向转动的同时进行轴向滑动，不易遇到无法钻动的现象，使得钻孔更加容易，提高了钻孔的效率，增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力。

附图说明

图1为本发明中的结构示意图。

图2为本发明中的局部结构示意图。

图3为本发明中钻杆驱动器连接状态的结构示意图。

图4为本发明中花键套的结构示意图。

图5为本发明中主钻杆与副钻杆分布的结构示意图。

图6为本发明中主钻杆与副钻杆分布的另一个结构示意图。

图中，驱动箱体1、通孔11、第一轴承12、第二轴承13、敞口14、盖板15、主钻杆2、副钻杆3、第一副钻杆体31、第二副钻杆体32、搅拌体33、主钻杆驱动结构4、主钻杆驱动器41、驱动齿轮42、双联齿轮43、副钻杆传动结构5、第一传动齿轮51、过桥齿轮52、第二传动齿轮53、转动柱54、轴向驱动机构6、花键套61、导向槽62、导向凸条63、支撑架体64、升降驱动器65、轴承座66。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-6所示，本水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，包括具有内腔的驱动箱体1，驱动箱体1上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆2，主钻杆2周向外侧设有至少两根副钻杆3，主钻杆2连接有能驱动主钻杆2周向转动的主钻杆驱动结构4，主钻杆2与副钻杆3之间设有当主钻杆2周向转动时能带动至少一根副钻杆3与主钻杆2同步反向转动且能带动剩余的副钻杆3与主钻杆2同步正向转动的副钻杆传动结构5，显然，主钻杆驱动结构4驱动主钻杆2转动的同时可以带动部分副钻杆3反向转动且能使剩余副钻杆3正向转动，这样使得搅拌更加均匀，减少钻孔使得反作用力，且单个驱动器即可实现，节约了成本。

具体地，如图5-6所示，本实施例中的副钻杆3以主钻杆2为圆心呈环形分布设置，且副钻杆3与主钻杆2在竖直方向的投影不位于同一直线上，优选地，这里的主钻杆2与副钻杆3均设有搅拌体33，主钻杆2与副钻杆3在竖直方向上错位设置，主钻杆2与副钻杆3的中心线在竖直方向的投影不位于同一直线上的主钻杆2与副钻杆3的中心线依次相连形成三角形结构，这样增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力，且各个主钻杆2与副钻杆3竖直方向上错位设置，一方面可以提高搅拌时的均匀性，另一方向也减小了施工时钻孔的难度。其中，这里的副钻杆3包括若干设置在主钻杆2周向外侧的第一副钻杆体31与第二副钻杆体32，第一副钻杆体31与第二副钻杆体32一一交错设置且第一副钻杆体31与第二副钻杆体32均以主钻杆2为圆心周向分布且形成直径不同的环形结构，优选地，这里的第一副钻杆体31与第二副钻杆体32数量相等且一一交错设置。

进一步地，这里的主钻杆驱动结构4包括设置在驱动箱体1上的主钻杆驱动器41，主钻杆驱动器41上设有驱动齿轮42，且主钻杆2上套设有与主钻杆2固定相连且位于驱动箱体1内的双联齿轮43，且驱动齿轮42与双联齿轮43相互啮合，即通过驱动齿轮42带动双联齿轮43转动从而使得主钻杆2周向转动。

优选地，这里的副钻杆传动结构5包括设置在主钻杆2与第一副钻杆体31之间且当主钻杆2周向转动时能带动第一副钻杆体31与主钻杆2同步反向转动的第一传动组件以及设置在主钻杆2与第二副钻杆体32之间且当主钻杆2周向转动时能带动第二副钻杆体32与主钻杆2同步正向转动的第二传动组件，即这里的双联齿轮43转动同时驱动第一副钻杆体31和第二副钻杆体32同向或反向转动。其中，这里的第一传动组件包括套设在第一副钻杆体31上且与第一副钻杆体31固定相连的第一传动齿轮51，且第一传动齿轮51与双联齿轮43相互啮合，双联齿轮43转动时带动第一传动齿轮51转动从而实现第一副钻杆体31与主钻杆2同步且同向转动。

这里的第二传动组件包括套设在第二副钻杆体32上且与第二副钻杆体32固定相连的第二传动齿轮53，所述的第二传动齿轮53通过过桥齿轮52与双联齿轮43相连，显然，双联齿轮43转动时带动第二传动齿轮53转动且过桥齿轮52具有转动方向切换的功能这样使得第二副钻杆体32与主钻杆2同步且正向转动。优选地，这里的第一传动齿轮51与过桥齿轮52以双联齿轮43为圆心周向分布且形成第一环形结构，所述的第二传动齿轮53以双联齿轮43为圆心周向分布且形成与第一环形结构直径不同的第二环形结构。这里的第一传动齿轮与第二传动齿轮的齿轮比相等。

更进一步地，本实施例中的驱动箱体1上设有若干由竖直设置的第一贯穿孔与第二贯穿孔相连通而成的通孔11，且主钻杆2与副钻杆3均穿设于通孔11内，主钻杆2与通孔11之间设有若干第一轴承12，副钻杆3与通孔11之间设有若干第二轴承13，这样便于主钻杆2与副钻杆3的转动，优选地，这里的主钻杆2与驱动箱体1之间还设有当主钻杆2处于周向转动状态或处于周向静止状态时均能驱动主钻杆2沿竖直方向往复滑动的轴向驱动机构6，这是由于在钻孔时遇到较为坚硬的土层或石块时，主钻杆2由轴向驱动机构6带动可以轴向伸缩，不易遇到无法钻动的现象，使得钻孔更加容易，提高了钻孔的效率，这里的轴向驱动机构6包括设置在通孔11内且位于第一轴承12内圈的花键套61，花键套61周向内侧具有若干轴向延伸的导向槽62，主钻杆2周向外侧设有若干轴向延伸的导向凸条63，且所述的导向凸条63与导向槽62滑动配合，在驱动箱体1上设有支撑架体64，支撑架体64上设有升降驱动器65，且所述的升降驱动器65的输出轴通过轴承座66与主钻杆2相连。为了便于驱动箱体1内各个传动部件的安装与检修，驱动箱体1上端设有敞口14，且敞口14上设有能将敞口14封闭的盖板15，且第一贯穿孔均设置在盖板15上，第二贯穿孔均设置在驱动箱体1底部。

本实施例的原理在于：通过主钻杆驱动器41带动双联齿轮43转动实现主钻杆2周向转动，双联齿轮43通过第一传动齿轮51来带动第一副钻杆31与主钻杆2反向转动，双联齿轮43通过过桥齿轮52与第二传动齿轮53相连，实现第二副钻杆体32与主钻杆2正向转动，从而实现主钻杆驱动器41同时带动主钻杆2与副钻杆3的同向或反向转动，升降驱动器65通过轴承座66来驱动主钻杆2轴向滑动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。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。

尽管本文较多地使用了驱动箱体1、通孔11、第一轴承12、第二轴承13、敞口14、盖板15、主钻杆2、副钻杆3、第一副钻杆体31、第二副钻杆体32、搅拌体33、主钻杆驱动结构4、主钻杆驱动器41、驱动齿轮42、双联齿轮43、副钻杆传动结构5、第一传动齿轮51、过桥齿轮52、第二传动齿轮53、轴向驱动机构6、花键套61、导向槽62、导向凸条63、支撑架体64、升降驱动器65、轴承座66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精神相违背的。

Claims (9)

1.一种水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，包括具有内腔的驱动箱体(1)，所述的驱动箱体(1)上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆(2)，所述的主钻杆(2)周向外侧设有至少两根副钻杆(3)，其特征在于，所述的主钻杆(2)连接有能驱动主钻杆(2)周向转动的主钻杆驱动结构(4)，所述的主钻杆(2)与副钻杆(3)之间设有当主钻杆(2)周向转动时能带动至少一根副钻杆(3)与主钻杆(2)同步反向转动且能带动剩余的副钻杆(3)与主钻杆(2)同步正向转动的副钻杆传动结构(5)；所述的副钻杆(3)包括若干设置在主钻杆(2)周向外侧的第一副钻杆体(31)与第二副钻杆体(32)，所述的第一副钻杆体(31)与第二副钻杆体(32)一一交错设置且所述的第一副钻杆体(31)与第二副钻杆体(32)均以主钻杆(2)为圆心周向分布且形成直径不同的环形结构。

2.根据权利要求1所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的副钻杆(3)以主钻杆(2)为圆心呈环形分布设置，且所述的副钻杆(3)与主钻杆(2)在竖直方向的投影不位于同一直线上。

3.根据权利要求1或2所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的主钻杆驱动结构(4)包括设置在驱动箱体(1)上的主钻杆驱动器(41)，所述的主钻杆驱动器(41)上设有驱动齿轮(42)，且所述的主钻杆(2)上套设有与主钻杆(2)固定相连且位于驱动箱体(1)内的双联齿轮(43)，且所述的驱动齿轮(42)与双联齿轮(43)相互啮合。

4.根据权利要求3所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的副钻杆传动结构(5)包括设置在主钻杆(2)与第一副钻杆体(31)之间且当主钻杆(2)周向转动时能带动第一副钻杆体(31)与主钻杆(2)同步反向转动的第一传动组件以及设置在主钻杆(2)与第二副钻杆体(32)之间且当主钻杆(2)周向转动时能带动第二副钻杆体(32)与主钻杆(2)同步正向转动的第二传动组件。

5.根据权利要求4所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的第一传动组件包括套设在第一副钻杆体(31)上且与第一副钻杆体(31)固定相连的第一传动齿轮(51)，且所述的第一传动齿轮(51)与双联齿轮(43)相互啮合。

6.根据权利要求5所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的第二传动组件包括套设在第二副钻杆体(32)上且与第二副钻杆体(32)固定相连的第二传动齿轮(53)，所述的第二传动齿轮(53)通过过桥齿轮(52)与双联齿轮(43)相连。

7.根据权利要求6所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的第一传动齿轮(51)与过桥齿轮(52)以双联齿轮(43)为圆心周向分布且形成第一环形结构，所述的第二传动齿轮(53)以双联齿轮(43)为圆心周向分布且形成与第一环形结构直径不同的第二环形结构。

8.根据权利要求1所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的驱动箱体(1)上设有若干由竖直设置的第一贯穿孔与第二贯穿孔相连通而成的通孔(11)，且所述的主钻杆(2)与副钻杆(3)均穿设于通孔(11)内，所述的主钻杆(2)与通孔(11)之间设有若干第一轴承(12)，所述的副钻杆(3)与通孔(11)之间设有若干第二轴承(13)。

9.根据权利要求8所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆转动驱动机构，其特征在于，所述的驱动箱体(1)上端设有敞口(14)，且所述的敞口(14)上设有能将敞口(14)封闭的盖板(15)，且所述的第一贯穿孔均设置在盖板(15)上，所述的第二贯穿孔均设置在驱动箱体(1)底部。