CN105781424A - 钻杆可变径钻头机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑技术领域，涉及一种钻杆可变径钻头机构。包括钻杆组件，所述的钻杆组件上活动有一个能向靠拢或远离钻杆组件的轴心线方向运动的变径机构，所述的变径机构能在钻杆组件的动力作用下沿钻杆组件的周向转动，从而改变钻杆组件钻孔的孔径且变径机构的转动范围由钻杆组件的底部向顶部的方向逐渐变大。本发明结构简单可靠，钻孔过程中可随时调节孔径，从而达到变径的效果且受力均匀。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种钻杆可变径钻头机构，适用于对地面进行钻孔从而制作地下混凝土结构。
背景技术
在建筑领域，制作水泥土搅拌桩或钻孔桩时，都需要先在地面以下打出一个钻孔，钻孔的大小与钻杆组件的大小直接相关，钻杆组件的尺寸越大，得到的钻孔也越大。这就使人们在制作不同孔径的钻孔时需要更换不同的钻杆组件，工作效率严重降低。
人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，中国专利文献公开了一种扩孔钻头[申请号：201410042392.8]，，包括钻杆、多个刀体、扩孔翼、下叶片、扩展油缸、上叶片、浆管和液压油管总成；刀体固定在叶片上；下叶片有以水平状放射形均布地固定在钻杆下部的外周面；扩孔翼位于下叶片的上方，沿钻杆径向对称布置，摆杆用销轴枢轴安装于位于钻杆外周面的销座上，并借助其端部置于缸筒的凹槽内；浆管置于扩展油缸的活塞及活塞杆的孔中；上述扩孔钻头采用组合式钻掘结构，除满足一般同截面桩的钻掘功能外，当需要进行扩底或扩孔作业时，通过操作扩展油缸使扩孔翼打开，增加承载桩的桩端及桩身的断面面积，该钻头用来构筑各种扩底桩和葫芦桩，具有单桩承载力高、桩径尺寸保证、施工方便、工作稳定可靠性和使用寿命长等特点。
但上述方案结构复杂，且扩孔翼的扩展方向右下往上逐渐变小，使扩孔翼初始受力较大，扩孔翼受力不均匀。
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，使用方便的钻杆可变径钻头机构。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种钻杆可变径钻头机构，包括钻杆组件，所述的钻杆组件上活动有一个能向靠拢或远离钻杆组件的轴心线方向运动的变径机构，所述的变径机构能在钻杆组件的动力作用下沿钻杆组件的周向转动，从而改变钻杆组件钻孔的孔径且变径机构的转动范围由钻杆组件的底部向顶部的方向逐渐变大。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的变径机构包括至少一根变径臂，该变径臂一端与钻杆组件铰接，另一端与驱动机构铰接，所述的驱动机构能沿着钻杆组件的轴向上下运动从而带动变径臂靠近或远离钻杆组件。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的驱动机构一端固定在钻杆组件上，另一端铰接有滑动臂且滑动臂远离驱动机构的一端与变径臂铰接，所述的驱动机构具有能沿着轴向往复运动的输出轴且驱动机构的轴心线与钻杆组件的轴心线平行，驱动机构靠近变径臂的一端能上下运动。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的驱动机构套设在钻杆组件上，该驱动机构包括驱动器本体及驱动器输出轴，驱动器输出轴与钻杆组件固定连接，驱动器本体能沿着驱动器输出轴的轴向上下运动且驱动器本体与滑动臂铰接。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的驱动器本体上固定连接有一个套设在钻杆组件上的拉杆件，该拉杆件一端与驱动器本体固定连接，另一端与滑动臂铰接。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，当驱动器本体拉动拉杆件向上运动时，驱动器输出轴能插入到拉杆件内，所述的拉杆件的内壁具有台阶部，该台阶部与驱动器输出轴相配适，当台阶部靠近驱动器输出轴时，驱动器输出轴的端部能抵靠在台阶部上。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的拉杆件远离驱动机构的一端固定连接有一个第一变径臂安装盘，所述的第一变径臂安装盘套设在钻杆组件上，所述的变径机构包括若干沿钻杆组件的周向均匀设置的变径臂，所述的变径臂一端与钻杆组件铰接，另一端与滑动臂铰接，滑动臂与变径臂一一对应且与第一变径臂安装盘铰接。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的钻杆组件包括钻杆和钻头，所述的钻杆上固定连接有第二变径臂安装盘，变径臂的两端分别与滑动臂和第二变径臂安装盘铰接，第二变径臂安装盘紧贴钻头。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的钻杆组件包括钻杆和钻头，所述的钻杆为中空结构且钻杆上设有至少一个出浆口，在钻杆内插设一根输浆管，所述的输浆管输出的浆状物能从出浆口流出。
在上述的钻杆可变径钻头机构中，所述的钻杆外壁设有至少一个向钻杆内部凹陷或突出于钻杆的搅拌机构，钻杆和钻头上分别设有凹凸齿。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：结构简单可靠，钻孔过程中可随时调节孔径，从而达到变径的效果且受力均匀；变径臂之间的距离缩短，当泥土被钻头钻松时，变径臂可迅速将泥土搅拌，进一步提高了工作效率；本发明还可以实现边钻孔边喷浆的操作，且通过搅拌机构能达到匀浆效果，尤其适用用于制作水泥土搅拌桩或变径水泥土搅拌桩。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作状态图；
图3是驱动机构的结构示意图。
图中：钻杆组件1、变径机构2、变径臂3、驱动机构4、滑动臂5、驱动器本体6、轴承座6a、驱动器输出轴7、拉杆件8、台阶部9、第一变径臂安装盘10、钻杆11、钻头12、第二变径臂安装盘13、出浆口14、输浆管15、搅拌机构16，搅拌条16a。
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。
实施例1
如图1所示，一种钻杆可变径钻头机构，包括钻杆组件1，钻杆组件1包括钻杆11和钻头12，所述的钻杆组件1上活动有一个能向靠拢或远离钻杆组件1的轴心线方向运动的变径机构2，所述的变径机构2能在钻杆组件1的动力作用下沿钻杆组件1的周向转动，从而改变钻杆组件1钻孔的孔径且变径机构2的转动范围由钻杆组件1的底部向顶部的方向逐渐变大，该结构可直接将钻杆组件钻松的泥土迅速搅动。当泥土未被完全搅松时，变径机构2受到的阻力较大，而变径机构2的搅拌范围越大，受到的阻力也越大，变径机构2的转动范围由钻杆组件1的底部向顶部的方向逐渐变大这个结构使泥土逐渐被搅松，在逐渐搅松的过程中变径机构2受到的阻力逐渐变小，恰好抵消变径机构2由于转动范围变大而受到的阻力变大的影响，使整个变径机构2受力均匀，搅拌也更均匀。
本领域技术人员应当理解，变径机构2可以与钻杆组件1同步转动，也可以通过齿轮箱结构等减速器与钻杆组件1非同步转动，也就是说，变径机构2可以通过变速器与钻杆组件1连接。在本实施例中，如图1所示，当变径机构2向钻杆组件1靠拢时，转动范围变小，钻出的孔径自然变小，如图2所示，当变径机构2向远离钻杆组件1方向扩张时，转动范围变大，钻出的孔径自然变大，从而实现变径钻孔的目的。
具体的说，如图1所示，变径机构2包括至少一根变径臂3，该变径臂3一端与钻杆组件1铰接，优选与钻杆11铰接，另一端与驱动机构4铰接，所述的驱动机构4能沿着钻杆组件1的轴向上下运动从而带动变径臂3靠近或远离钻杆组件1。
更具体的说，驱动机构4一端固定在钻杆组件1上，另一端铰接有滑动臂5且滑动臂5远离驱动机构4的一端与变径臂3铰接，所述的驱动机构4具有能沿着轴向往复运动的输出轴，驱动机构4可以是气缸、油缸或蜗轮蜗杆组件，驱动机构4的轴心线与钻杆组件1的轴心线平行，优选地，驱动机构4靠近变径臂3的一端能上下运动。
驱动机构4套设在钻杆组件1上，也就是套设在钻杆11上，结合图2和图3所示，该驱动机构4包括驱动器本体6及驱动器输出轴7，本领域技术人员应当理解，驱动器本体6或驱动器输出轴7其中一个必然要与钻杆组件1固定连接，在本实施中，作为一种优选的方案，驱动器输出轴7与钻杆组件1固定连接，驱动器本体6能沿着驱动器输出轴7的轴向上下运动且驱动器本体6与滑动臂5铰接，也就是驱动器本体6带动滑动臂5升降从而带动变径臂3靠拢或远离钻杆11。驱动器本体6还可以固定在轴承座6a上，轴承座6a套设在驱动器输出轴7外并与驱动器本体6滑动连接，轴承座6a位于驱动器本体6内部，使驱动器本体6上下运动顺滑。
驱动器本体6上固定连接有一个套设在钻杆组件1上的拉杆件8，该拉杆件8一端与驱动器本体6固定连接，另一端与滑动臂5铰接。当驱动器本体6拉动拉杆件8向上运动时，驱动器输出轴7能插入到拉杆件8内，驱动器输出轴7位于拉杆件8和钻杆11之间，所述的拉杆件8的内壁具有台阶部9，该台阶部9与驱动器输出轴7相配适，当台阶部9靠近驱动器输出轴7时，驱动器输出轴7的端部能抵靠在台阶部9上，台阶部9起到定位止挡作用。
拉杆件8远离驱动机构4的一端固定连接有一个第一变径臂安装盘10，所述的第一变径臂安装盘10套设在钻杆组件1上，即第一变径臂安装盘10套设在钻杆11上，所述的变径机构2包括若干沿钻杆组件1的周向均匀设置的变径臂3，所述的变径臂3一端与钻杆组件1铰接，另一端与滑动臂5铰接，滑动臂5与变径臂3一一对应且与第一变径臂安装盘10铰接。所述的钻杆11上固定连接有第二变径臂安装盘13，变径臂3的两端分别与滑动臂5和第二变径臂安装盘13铰接，第二变径臂安装盘13紧贴钻头12，钻头12钻松的泥土直接被变径臂3搅动分散，进一步提高了工作效率，滑动臂5的两端分别与第一变径臂安装盘10和变径臂3铰接。
本发明的工作原理是：当人们在钻孔作业时，需要得到孔径较小的钻孔时，驱动器本体6工作，沿驱动器输出轴7上升，拉动滑动臂5上升，滑动臂5拉动变径臂3靠近钻杆11，变径臂3的转动范围变小，得到小孔径钻孔；当需要得到孔径较大的钻孔时，驱动器本体6工作，沿驱动器输出轴7下降，推动滑动臂5下降，滑动臂5推动变径臂3远离钻杆11，变径臂3的转动范围变大，得到大孔径钻孔。本领域技术人员还应当理解，在钻孔过程中还可以随时调节钻孔的孔径，也即通过驱动器本体6在钻孔过程中的上升和下降得到孔径大小不同的变径钻孔。
实施例2
本实施例与实施例1的结构和工作原理基本相同，不同之处在于，如图1所示，钻杆11为中空结构且钻杆11上设有至少一个出浆口14，在钻杆11内插设一根输浆管15，所述的输浆管15输出的浆状物能从出浆口14流出。钻杆11外壁设有至少一个向钻杆11内部凹陷或突出于钻杆11的搅拌机构16，搅拌机构16主要起到搅拌浆料的作用，当浆料从出浆口14流出时，浆料位于钻杆11外部，搅拌机构16搅拌浆料使浆料均匀分布在钻杆11的周围，本领域技术人员应当理解，搅拌机构16的形状、尺寸不做限定，可以是条状、柱状或孔状等等，优选地，搅拌机构16为通过焊接或可拆卸连接方式固定在钻杆11外壁上的搅拌条16a，搅拌条16a倾斜设置在钻杆11上。更优选地，钻杆11和钻头12上分别设有凹凸齿，凹凸齿的大小、形状不做限定，为了增加摩擦力和搅拌力，起到匀浆的作用。钻头12上设置凹凸齿的另一目的是用于击破岩石。
优选方案，出浆口14位于第一变径臂安装盘10和第二变径臂安装盘13之间，当浆料从出浆口14中流出时，能直接被变径机构2的变径臂3在转动时搅拌均匀，从而迅速与泥土混合，尤其是在制作水泥土搅拌桩时，起到整个桩体用料均匀的效果，提高水泥土搅拌桩整体的牢度。
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钻杆组件1、变径机构2、变径臂3、驱动机构4、滑动臂5、驱动器本体6、轴承座6a、驱动器输出轴7、拉杆件8、台阶部9、第一变径臂安装盘10、钻杆11、钻头12、第二变径臂安装盘13、出浆口14、输浆管15、搅拌机构16，搅拌条16a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 (10)
1.一种钻杆可变径钻头机构，包括钻杆组件(1)，其特征在于，所述的钻杆组件(1)上活动有一个能向靠拢或远离钻杆组件(1)的轴心线方向运动的变径机构(2)，所述的变径机构(2)能在钻杆组件(1)的动力作用下沿钻杆组件(1)的周向转动，从而改变钻杆组件(1)钻孔的孔径且变径机构(2)的转动范围由钻杆组件(1)的底部向顶部的方向逐渐变大。
2.根据权利要求1所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的变径机构(2)包括至少一根变径臂(3)，该变径臂(3)一端与钻杆组件(1)铰接，另一端与驱动机构(4)铰接，所述的驱动机构(4)能沿着钻杆组件(1)的轴向上下运动从而带动变径臂(3)靠近或远离钻杆组件(1)。
3.根据权利要求2所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的驱动机构(4)一端固定在钻杆组件(1)上，另一端铰接有滑动臂(5)且滑动臂(5)远离驱动机构(4)的一端与变径臂(3)铰接，所述的驱动机构(4)具有能沿着轴向往复运动的输出轴且驱动机构(4)的轴心线与钻杆组件(1)的轴心线平行，驱动机构(4)靠近变径臂(3)的一端能上下运动。
4.根据权利要求3所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的驱动机构(4)套设在钻杆组件(1)上，该驱动机构(4)包括驱动器本体(6)及驱动器输出轴(7)，驱动器输出轴(7)与钻杆组件(1)固定连接，驱动器本体(6)能沿着驱动器输出轴(7)的轴向上下运动且驱动器本体(6)与滑动臂(5)铰接。
5.根据权利要求4所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的驱动器本体(6)上固定连接有一个套设在钻杆组件(1)上的拉杆件(8)，该拉杆件(8)一端与驱动器本体(6)固定连接，另一端与滑动臂(5)铰接。
6.根据权利要求5所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，当驱动器本体(6)拉动拉杆件(8)向上运动时，驱动器输出轴(7)能插入到拉杆件(8)内，所述的拉杆件(8)的内壁具有台阶部(9)，该台阶部(9)与驱动器输出轴(7)相配适，当台阶部(9)靠近驱动器输出轴(7)时，驱动器输出轴(7)的端部能抵靠在台阶部(9)上。
7.根据权利要求5所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的拉杆件(8)远离驱动机构(4)的一端固定连接有一个第一变径臂安装盘(10)，所述的第一变径臂安装盘(10)套设在钻杆组件(1)上，所述的变径机构(2)包括若干沿钻杆组件(1)的周向均匀设置的变径臂(3)，所述的变径臂(3)一端与钻杆组件(1)铰接，另一端与滑动臂(5)铰接，滑动臂(5)与变径臂(3)一一对应且与第一变径臂安装盘(10)铰接。
8.根据权利要求7所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的钻杆组件(1)包括钻杆(11)和钻头(12)，所述的钻杆(11)上固定连接有第二变径臂安装盘(13)，变径臂(3)的两端分别与滑动臂(5)和第二变径臂安装盘(13)铰接，第二变径臂安装盘(13)紧贴钻头(12)。
9.根据权利要求1所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的钻杆组件(1)包括钻杆(11)和钻头(12)，所述的钻杆(11)为中空结构且钻杆(11)上设有至少一个出浆口(14)，在钻杆(11)内插设一根输浆管(15)，所述的输浆管(15)输出的浆状物能从出浆口(14)流出。
10.根据权利要求9所述的钻杆可变径钻头机构，其特征在于，所述的钻杆(11)外壁设有至少一个向钻杆(11)内部凹陷或突出于钻杆(11)的搅拌机构(16)，钻杆(11)和钻头(12)上分别设有凹凸齿。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |