CN105862701A - 旋转式静力触探装置 - Google Patents

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ

Abstract

本发明提供了一种旋转式静力触探装置，属于勘探设备技术领域。它解决了现有的静力触探装置不适用于潜孔钻探的问题。本旋转式静力触探装置，包括底座、设于底座上的贯入总成和设于贯入总成上的卡杆器，卡杆器上卡接有探杆，底座上具有供探杆穿过的通孔一，贯入总成包括两个垂直设于底座上的油缸和固定在两油缸上的承力板，两油缸倒置设置且油缸的活塞杆与底座固连，卡杆器设于承力板上，承力板与卡杆器之间设有用于驱动卡杆器沿自身轴线周向转动的旋转驱动结构。本发明具有可贯入可旋转、适用范围广、结构新颖等优点。

Description

旋转式静力触探装置
技术领域
本发明属于勘探设备技术领域，涉及一种静力触探装置，特别是一种旋转式静力触探装。
背景技术
静力触探设备是岩土工程勘察常用的原位测试设备，其试验方法是通过一系列探杆用准静力将一个内部装有传感器的触探头匀速压入到土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大小间接判定土的物理力学性质。目前国内外地质勘察静力触探装置的贯入方式为静力贯入，这种静压贯入方式特别是深孔静探，贯入力大部分被消耗在克服土体摩擦上了，传递到孔底的静压力很小，导致贯入孔深不大，达不到预定要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可贯入可旋转的旋转式静力触探装置。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
本旋转式静力触探装置，包括底座、设于底座上的贯入总成和设于贯入总成上的卡杆器，所述的卡杆器上卡接有探杆，所述的底座上具有供探杆穿过的通孔一，其特征在于，所述的贯入总成包括两个垂直设于底座上的油缸和固定在两油缸上的承力板，两所述的油缸倒置设置且油缸的活塞杆与底座固连，所述的卡杆器设于承力板上，所述的承力板与卡杆器之间设有用于驱动卡杆器沿自身轴线周向转动的旋转驱动结构。
在上述的旋转式静力触探装置中，所述的卡杆器包括竖直设置的与探杆螺纹连接的主轴和套设于主轴上的底板，所述的底板平行设于承力板的下方且底板通过连接结构与承力板固连，所述的承力板与底板之间设有用于限制主轴轴向运动的限位结构。
在上述的旋转式静力触探装置中，所述的旋转驱动结构包括固定在承力板上的液压马达，该液压马达的中部具有通孔二，所述主轴的上端穿设在该通孔二内且与通孔二花键配合。
在上述的旋转式静力触探装置中，所述的限位结构包括位于承力板与底板之间的限位座，所述的限位座套设在主轴上且与该主轴螺纹连接，所述的限位结构还包括设于限位座与承力板之间的上轴承套和设于限位座与底板之间的下轴承套，所述的上轴承套与限位座之间设有圆锥滚子轴承一，所述的下轴承套与限位座之间设有圆锥滚子轴承二。
由于上轴承套与下轴承套是固定的，圆锥滚子轴承一的外圈抵靠在上轴承套上，其内端抵靠在限位座上，圆锥滚子轴承二的外圈抵靠在下轴承套上，其内端抵靠在限位座上。液压马达带动主轴转动时，圆锥滚子轴承一与圆锥滚子轴承二的内圈转动，限位座转动。在承力板、底板、上轴承套和下轴承套的限位作用下限制限位座轴向运动，限位座与主轴螺纹连接，从而达到限制主轴轴向运动的目的。
在上述的旋转式静力触探装置中，所述的限位座上具有伸入至上轴承套内的环形挡沿一和延伸至下轴承套外侧的环形挡沿二，所述的下轴承套上具有用于容纳环形挡沿二的环形台阶，所述的环形挡沿二伸入至该环形台阶内。
在上述的旋转式静力触探装置中，所述的上轴承套与承力板之间设有密封圈。
在上述的旋转式静力触探装置中，所述的连接结构包括若干均匀穿设于底板四周的与承力板螺纹连接的连接螺栓和套设于连接螺栓上的支撑套，所述支撑套的上端抵靠在承力板上，其下端抵靠在底板上。
在上述的旋转式静力触探装置中，所述主轴的中部具有轴向通孔三，所述液压马达的上方具有外壳固定芯子旋转的水龙头，所述的水龙头与主轴的上端螺纹连接，起水龙头与通孔三连通。
当主轴在旋转时，水龙头的芯子随其一起转动，水龙头的外壳固定不动，外壳与外接水管连接。
本装置中，在油缸上设有缸体法兰，承力板通过螺栓固定在缸体法兰上。通过两个油缸带动承力板上下运动，从而带动主轴上下运动，提供20T的静探力。深孔静探时，打不动时液压马达旋转，带动主轴旋转，从而带动转杆旋转，使之轻松钻孔。
与现有技术相比，本旋转式静力触探装置具有以下优点：
本装置的结构设计合理，在主轴的上部设有水龙头，通过主轴的通孔三和钻杆的内孔将水传递到钻杆的钻头处，对钻头进行冷却和润滑作用，有效提高钻头的使用寿命；可作为静探装置使用，也可作为潜孔(小于20m深)钻探使用，适用范围广，深孔静探打不动时可旋转后继续静探，静探效果好。
附图说明
图1是本发明提供的一种较佳实施例的结构示意图。
图2是本发明提供的图1中部分结构的爆炸示意图。
图3是本发明提供的一种较佳实施例的剖视图。
图4是本发明提供的图3中A处放大示意图。
图中，1、底座；11、通孔一；2、油缸；3、承力板；4、主轴；41、通孔三；5、底板；6、液压马达；61、通孔二；71、限位座；72、上轴承套；73、下轴承套；74、圆锥滚子轴承一；75、圆锥滚子轴承二；76、环形挡沿一；77、环形挡沿二；78、环形台阶；79、密封圈；81、连接螺栓；82、支撑套；9、水龙头。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示的旋转式静力触探装置，包括底座1、设于底座1上的贯入总成和设于贯入总成上的卡杆器，卡杆器上卡接有探杆，底座1上具有供探杆穿过的通孔一11。如图1所示，贯入总成包括两个垂直设于底座1上的油缸2和固定在两油缸2上的承力板3，两油缸2倒置设置且油缸2的活塞杆与底座1固连，卡杆器设于承力板3上，承力板3与卡杆器之间设有用于驱动卡杆器沿自身轴线周向转动的旋转驱动结构。
如图2和图3所示，卡杆器包括竖直设置的与探杆螺纹连接的主轴4和套设于主轴4上的底板5，底板5平行设于承力板3的下方且底板5通过连接结构与承力板3固连，承力板3与底板5之间设有用于限制主轴4轴向运动的限位结构。
如图2所示，旋转驱动结构包括固定在承力板3上的液压马达6，该液压马达6的中部具有通孔二61，主轴4的上端穿设在该通孔二61内且与通孔二61花键配合。
如图3所示，限位结构包括位于承力板3与底板5之间的限位座71，限位座71套设在主轴4上且与该主轴4螺纹连接，限位结构还包括设于限位座71与承力板3之间的上轴承套72和设于限位座71与底板5之间的下轴承套73，上轴承套72与限位座71之间设有圆锥滚子轴承一74，下轴承套73与限位座71之间设有圆锥滚子轴承二75。
由于上轴承套72与下轴承套73是固定的，圆锥滚子轴承一74的外圈抵靠在上轴承套72上，其内端抵靠在限位座71上，圆锥滚子轴承二75的外圈抵靠在下轴承套73上，其内端抵靠在限位座71上。液压马达6带动主轴4转动时，圆锥滚子轴承一74与圆锥滚子轴承二75的内圈转动，限位座71转动。在承力板3、底板5、上轴承套72和下轴承套73的限位作用下限制限位座71轴向运动，限位座71与主轴4螺纹连接，从而达到限制主轴4轴向运动的目的。
如图4所示，限位座71上具有伸入至上轴承套72内的环形挡沿一76和延伸至下轴承套73外侧的环形挡沿二77，下轴承套73上具有用于容纳环形挡沿二77的环形台阶78，环形挡沿二77伸入至该环形台阶78内。
如图2所示，上轴承套72与承力板3之间设有密封圈79。
如图2和图3所示，连接结构包括若干均匀穿设于底板5四周的与承力板3螺纹连接的连接螺栓81和套设于连接螺栓81上的支撑套82，支撑套82的上端抵靠在承力板3上，其下端抵靠在底板5上。
主轴4的中部具有轴向通孔三41，如图1、图2和图3所示，液压马达6的上方具有外壳固定芯子旋转的水龙头9，水龙头9与主轴4的上端螺纹连接，起水龙头9与通孔三41连通。当主轴4在旋转时，水龙头9的芯子随其一起转动，水龙头9的外壳固定不动，外壳与外接水管连接。
本旋转式静力触探装置的结构设计合理，在主轴4的上部设有水龙头9，通过主轴4的通孔三41和钻杆的内孔将水传递到钻杆的钻头处，对钻头进行冷却和润滑作用，有效提高钻头的使用寿命；可作为静探装置使用，也可作为潜孔(小于20m深)钻机使用，适用范围广，深孔静探打不动时可旋转后继续静探，静探效果好。
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。

Claims (8)

1.一种旋转式静力触探装置，包括底座(1)、设于底座(1)上的贯入总成和设于贯入总成上的卡杆器，所述的卡杆器上卡接有探杆，所述的底座(1)上具有供探杆穿过的通孔一(11)，其特征在于，所述的贯入总成包括两个垂直设于底座(1)上的油缸(2)和固定在两油缸(2)上的承力板(3)，两所述的油缸(2)倒置设置且油缸(2)的活塞杆与底座(1)固连，所述的卡杆器设于承力板(3)上，所述的承力板(3)与卡杆器之间设有用于驱动卡杆器沿自身轴线周向转动的旋转驱动结构。
2.根据权利要求1所述的旋转式静力触探装置，其特征在于，所述的卡杆器包括竖直设置的与探杆螺纹连接的主轴(4)和套设于主轴(4)上的底板(5)，所述的底板(5)平行设于承力板(3)的下方且底板(5)通过连接结构与承力板(3)固连，所述的承力板(3)与底板(5)之间设有用于限制主轴(4)轴向运动的限位结构。
3.根据权利要求2所述的旋转式静力触探装置，其特征在于，所述的旋转驱动结构包括固定在承力板(3)上的液压马达(6)，该液压马达(6)的中部具有通孔二(61)，所述主轴(4)的上端穿设在该通孔二(61)内且与通孔二(61)花键配合。
4.根据权利要求3所述的旋转式静力触探装置，其特征在于，所述的限位结构包括位于承力板(3)与底板(5)之间的限位座(71)，所述的限位座(71)套设在主轴(4)上且与该主轴(4)螺纹连接，所述的限位结构还包括设于限位座(71)与承力板(3)之间的上轴承套(72)和设于限位座(71)与底板(5)之间的下轴承套(73)，所述的上轴承套(72)与限位座(71)之间设有圆锥滚子轴承一(74)，所述的下轴承套(73)与限位座(71)之间设有圆锥滚子轴承二(75)。
5.根据权利要求4所述的旋转式静力触探装置，其特征在于，所述的限位座(71)上具有伸入至上轴承套(72)内的环形挡沿一(76)和延伸至下轴承套(73)外侧的环形挡沿二(77)，所述的下轴承套(73)上具有用于容纳环形挡沿二(77)的环形台阶(78)，所述的环形挡沿二(77)伸入至该环形台阶(78)内。
6.根据权利要求4或5所述的旋转式静力触探装置，其特征在于，所述的上轴承套(72)与承力板(3)之间设有密封圈(79)。
7.根据权利要求2所述的旋转式静力触探装置，其特征在于，所述的连接结构包括若干均匀穿设于底板(5)四周的与承力板(3)螺纹连接的连接螺栓(81)和套设于连接螺栓(81)上的支撑套(82)，所述支撑套(82)的上端抵靠在承力板(3)上，其下端抵靠在底板(5)上。
8.根据权利要求3所述的旋转式静力触探装置，其特征在于，所述主轴(4)的中部具有轴向通孔三(41)，所述液压马达(6)的上方具有外壳固定芯子旋转的水龙头(9)，所述的水龙头(9)与主轴(4)的上端螺纹连接，起水龙头(9)与通孔三(41)连通。
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