CN106988673B - 一种减震式进气回旋装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工程行业中的钻孔技术领域，特别涉及一种减震式进气回旋装置，包括减震外管、主轴和卡环，主轴两端分别连接有主轴法兰和上方六角连接头，减震外管的外管连接腔嵌设有主轴法兰、第一个减震胶垫、胶垫戒指和第二个减震胶垫，主轴通过连接管与下方连接头相连接，主轴另一端套设有卡环、面环、进风回转装置外套、上保护盖、轴承和下保护盖，轴承外圈的上、下端面分别设有上、下保护盖。在使用本发明时，本装置可以有效地降低气动潜孔锤在工作时产生的强烈震动力，使旋挖机各组件避免受震动力伤害的保护效果高达80％程度，使旋挖机大大地降低维护成本及提高营利效益。本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

Description

一种减震式进气回旋装置

技术领域

本发明涉及建设工程机械行业中的深基础气动潜孔锤钻孔技术领域，特别涉及一种正循环系统的单钻头式气动潜孔锤旋挖装置中的减震式进气回旋装置。

背景技术

中国近几年广泛使用旋挖钻机做旋挖桩施工，它是一种较先进的桩基础施工工艺，广泛使用于公路、铁路、桥梁、大型建筑等基础施工。“旋挖钻机”一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆。该类钻机配合不同钻具，主要适于砂土、粘性土、粉质土及淤土等土层施工，其优点是对软土层和淤土层钻挖快速。

随着深基础桩孔深度提高，旋挖钻机在施工时，遇上坚硬岩层就失去相对的优势。如何加快入岩速度，缩短工期，降低成本，成为业内人员期待解决的问题。

用“气动潜孔锤”钻进和“旋挖钻机”钻挖是建筑工程行业中两种不同的桩工设备和施工方式。“气动潜孔锤”是一种配置在钻机上能够高效钻孔凿岩的工具，广泛用于矿山、公路、铁路、建筑、水电等基础工程施工。它是由气动冲击器和钻头组合配套，主要安装在普通的钻机的动力头，利用压缩空气作为动力，推动气动潜孔锤内部活塞高速上下运动冲击钻头，使钻头往复冲击来达到破碎岩石，被破碎的岩屑随潜孔锤工作后排出的废气携带到地表，其优点是对于中高硬岩层能够快速入岩，钻孔质量好。

“气动潜孔锤”的钻进效果，除了一方面根据气动冲击器性能而定，另一方面是需要钻杆的口径大小来确定风量、风速、风压等技术参数配合，因为岩屑在气流介质中由于本身的粘度、密度和形状的不同而具有不同的悬浮速度，若要使岩屑有效的排出孔外，达到孔底干净，就必须采用大于岩屑悬浮速度的上返风速才行，这是潜孔锤钻进时重要参数之一。除了反循环气动潜孔锤钻进不受孔径的限制外，正循环钻进风量在钻杆与孔壁环状间隙中的上返流速，必须在每分钟3000英尺～4500英尺，由此可见在进行大口径潜孔锤钻进时，钻孔直径和所用钻杆直径的级差比大时，就出现了潜孔锤供风不能满足排渣所需风量的矛盾。

以“气动潜孔锤”冲击钻进施工与“旋挖钻机”钻挖施工是两种不同的设备和工法。当“旋挖钻机”遇上硬岩时，只能使用牙轮钻头(或岩心钻)通过钻削和剪切方式钻进及掰断岩芯，但是，其钻挖速度比气动潜孔锤钻进慢5～10倍以上，而且设备损耗大。

综上所述，如何利用“气动潜孔锤”和“旋挖钻机”各自的优点来提高钻孔效率等问题已成为行业内急需解决首要问题。比如，提供一种挖孔装置，使其既能够利用气动潜孔锤快速破碎硬岩，又能够利用旋挖钻机的伸缩式钻杆实现快速旋挖清渣土工作；如果要实现这样的双重工作，显然，要急于解决气动潜孔锤作360旋转的时候，如何解决压缩空气供给气动潜孔锤工作的进气问题。

另外，由于“气动潜孔锤”连接在“旋挖钻机”的钻杆下，气动潜孔锤利用压缩空气做高频率垂直冲击，并且由旋挖钻机的动力头带动作360°旋转进入孔内。冲击所产生强大的震动力，会令到钻机各组件容易损坏、螺丝松脱，操作员身体被震动到严重不适等问题。因此，如何有效减震也是急于要解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的减震式进气回旋装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种减震式进气回旋装置，包括减震外管、下方连接头、主轴、进风回转装置外套、面环和卡环，所述主轴一端固定设置有主轴法兰，所述主轴另一端设置有上方六角连接头，所述上方六角连接头设置有锁销位，所述下方连接头一端设置在减震外管的外管连接腔中；所述下方连接头另一端伸出外管连接腔外，所述外管连接腔由上往下依次嵌设有主轴法兰、第一个减震胶垫、胶垫戒指和第二个减震胶垫，所述主轴法兰通过螺杆、螺母与减震外管的外管螺杆孔相连接；第一个减震胶垫、胶垫戒指和第二个减震胶垫的内通孔围设有连接管孔，该连接管孔嵌设有连接管，所述连接管一端与主轴法兰一端相连接，所述连接管另一端与下方连接头一端相连接；所述主轴的主轴内腔通过连接管与下方连接头的下方连接腔相连通；

所述主轴另一端由上往下依次套设有卡环、面环、进风回转装置外套、上保护盖、轴承和下保护盖，所述主轴的外圆壁上沿周向设置有一条与两个卡环相匹配的卡环槽，两个卡环紧卡设入卡环槽中，两个卡环紧压在面环上面，面环的下表面紧抵压着进风回转装置外套的上表面；

所述轴承外圈的上端面固定设有上保护盖，所述轴承外圈的下端面固定设有下保护盖，上保护盖和下保护盖之间设置有间隙；所述进风回转装置外套的底面紧抵压在上保护盖的上表面上，下保护盖紧抵压在主轴法兰上；轴承内圈与主轴相固定连接；

所述进风回转装置外套的外圆壁上设置有外套进风口，所述主轴设置有主轴进风口，所述外套进风口通过主轴进风口与主轴内腔相连通。

进一步地，所述外管连接腔由外管上孔和外管下孔组成，所述下方连接头一端设置有与外管上孔相匹配的下方连接凸台，所述外管上孔由上往下依次嵌设有主轴法兰、第一个减震胶垫、胶垫戒指、第二个减震胶垫和下方连接凸台；所述外管下孔的横截面呈内六角形状，所述下方连接头设置有与外管下孔相匹配的连接段，连接段嵌设在外管下孔中；连接段的横截面呈外六角形状。

进一步地，所述连接管一端的外壁与主轴法兰一端的内壁之间嵌设有连接管胶圈，所述连接管另一端的外壁与下方连接头一端的内壁之间嵌设有连接管胶圈。

进一步地，所述主轴的外圆壁沿轴向设置有若干个主轴胶圈，所述主轴胶圈设置在主轴的外圆壁和进风回转装置外套的内圆壁之间；主轴胶圈位于主轴进风口和主轴法兰之间。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种减震式进气回旋装置，包括减震外管、下方连接头、主轴、进风回转装置外套、面环和卡环，主轴一端固定设置有主轴法兰，主轴另一端设置有上方六角连接头，上方六角连接头设置有锁销位，下方连接头一端设置在减震外管的外管连接腔中；下方连接头另一端伸出外管连接腔外，外管连接腔由上往下依次嵌设有主轴法兰、第一个减震胶垫、胶垫戒指和第二个减震胶垫，主轴法兰通过螺杆、螺母与减震外管的外管螺杆孔相连接；第一个减震胶垫、胶垫戒指和第二个减震胶垫的内通孔围设有连接管孔，该连接管孔嵌设有连接管，连接管一端与主轴法兰一端相连接，连接管另一端与下方连接头一端相连接；主轴的主轴内腔通过连接管与下方连接头的下方连接腔相连通；主轴另一端由上往下依次套设有卡环、面环、进风回转装置外套、上保护盖、轴承和下保护盖，主轴的外圆壁上沿周向设置有一条与两个卡环相匹配的卡环槽，卡环一端卡设在面环的面环卡槽中，卡环一端卡设卡环槽中；面环的下表面紧抵压着进风回转装置外套的上表面；轴承外圈的上端面固定设有上保护盖，轴承外圈的下端面固定设有下保护盖，上保护盖和下保护盖之间设置有间隙；进风回转装置外套的底面紧抵压在上保护盖的上表面上，下保护盖紧抵压在主轴法兰上；轴承内圈与主轴相固定连接；进风回转装置外套的外圆壁上设置有外套进风口，主轴设置有主轴进风口，外套进风口通过主轴进风口与主轴内腔相连通。在使用本发明时，既能让钻头实现旋挖工作，又能够让气动潜孔锤带动钻头做锤击工作；本装置可以有效地降低气动潜孔锤在工作时产生的强烈震动力，有效延长钻头的使用寿命，使旋挖机各组件避免受震动力伤害的保护效果高达80％程度，使旋挖机大大地降低维护成本及提高营利效益。本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

附图说明

图1是本发明的爆炸图；

图2是本发明的组装剖视图；

图3是减震外管的剖视图；

图4是下方连接头的剖视图；

图5是本发明的主轴、主轴法兰、上方六角连接头和主轴胶圈、组合后的立体图；

附图标记说明：

2-1、减震外管；2-1-1、外管螺杆孔；2-1-2、外管上孔；

2-1-3、外管下孔；

2-2、下方连接头；2-2-1、锁销孔；2-2-2、下方连接腔；

2-2-3、下方连接凸台；

2-3、减震胶垫；2-4、胶垫戒指；2-5、连接管；2-6、连接管胶圈；

2-7、主轴；2-7-1、主轴进风口；2-7-2、主轴内腔；2-7-3、卡环槽；

2-8、主轴胶圈；2-9、主轴法兰；

2-10、上方六角连接头；2-10-1、锁销位；

2-11、下保护盖；2-12、轴承；2-13、上保护盖；

2-14、进风回转装置外套；2-14-1、外套进风口；

2-15、面环；2-16、卡环；2-17、螺杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图5所示，本发明的一种减震式进气回旋装置，包括减震外管2-1、下方连接头2-2、主轴2-7、进风回转装置外套2-14、面环2-15和卡环2-16，主轴2-7的外圆壁沿轴向设置有若干个主轴胶圈2-8，本发明的主轴胶圈2-8数量优选为四个；从主轴2-7的径向方向来看，主轴胶圈2-8设置在主轴2-7的外圆壁和进风回转装置外套2-14的内圆壁之间；从主轴2-7的轴向方向来看，两个主轴胶圈2-8分別位于主轴进风口2-7-1和上保护盖13之间；另外两个主轴胶圈2-8位于主轴进风口2-7-1和卡环槽2-7-3之间；主轴胶圈2-8主要起密封作用，防止主轴2-7与进风回转装置外套2-14之间漏气。

主轴2-7一端固定设置有主轴法兰2-9，主轴2-7另一端设置有上方六角连接头2-10，上方六角连接头2-10设置有锁销位2-10-1，通过上方六角连接头2-10便于与四方转换接头相连接，锁销穿过四方转换接头的销孔和锁销位2-10-1，从而将上方六角连接头2-10和四方转换接头固定起来；四方转换接头便与外部的旋挖机的钻杆相固定连接，为气动潜孔锤的旋转提供动力支持。

下方连接头2-2一端设置在减震外管2-1的外管连接腔中；下方连接头2-2另一端伸出外管连接腔外，外管连接腔由上往下依次嵌设有主轴法兰2-9、第一个减震胶垫2-3、胶垫戒指2-4和第二个减震胶垫2-3，连接管2-5一端的外壁与主轴法兰2-9一端的内壁之间嵌设有连接管胶圈2-6，连接管2-5另一端的外壁与下方连接头2-2一端的内壁之间嵌设有连接管胶圈2-6；连接管胶圈2-6主要起气密作用。

主轴法兰2-9通过螺杆2-17、螺母与减震外管2-1的外管螺杆孔2-1-1相连接，即螺杆2-17依次穿过主轴法兰2-9的螺孔、外管螺杆孔2-1-1后与螺母相固定连接；本发明的外管螺杆孔2-1-1数量优选为十二个，十二个外管螺杆孔2-1-1沿圆周均匀分布在减震外管2-1的外壁上。

第一个减震胶垫2-3、胶垫戒指2-4和第二个减震胶垫2-3的内通孔围设有连接管孔，该连接管孔嵌设有连接管2-5，连接管2-5一端与主轴法兰2-9一端相连接，连接管2-5另一端与下方连接头2-2一端相连接；这样就有：主轴2-7的主轴内腔2-7-2通过连接管2-5与下方连接头2-2的下方连接腔2-2-2相连通，连接管2-5主要起通气作用。

下方连接腔2-2-2一端的内六角孔嵌设有气动潜孔锤，连接销依次插入下方连接头2-2的锁销孔2-2-1、气动潜孔锤的销孔，从而将气动潜孔锤和下方连接头2-2相固定连接起来。

主轴2-7另一端由上往下依次套设有卡环2-16、面环2-15、进风回转装置外套2-14、上保护盖2-13、轴承2-12和下保护盖2-11，主轴2-7的外圆壁上沿周向设置有一条与两个卡环2-16相匹配的卡环槽2-7-3。

两个卡环2-16紧卡设入卡环槽2-7-3中(即两个卡环2-16叠加卡入卡环槽2-7-3中)，两个卡环2-16紧压在面环2-15上面；从而将面环2-15固定在主轴2-7上。面环2-15的下表面紧抵压着进风回转装置外套2-14的上表面，面环2-15主要是为了防止进风回转装置外套2-14往主轴2-7的轴向外部移动，起限轴向运动作用。

轴承2-12外圈的上端面固定设有上保护盖2-13，轴承2-12外圈的下端面固定设有下保护盖2-11，上保护盖2-13和下保护盖2-11之间设置有间隙；进风回转装置外套2-14的底面紧抵压在上保护盖2-13的上表面上，下保护盖2-11紧抵压在主轴法兰2-9上，从而将进风回转装置外套2-14承托起来；轴承2-12内圈与主轴2-7相固定连接，使得主轴2-7能够在进风回转装置外套2-14的内圆孔中做360度的旋转运动。主轴2-7通过四方转换接头1与外部旋挖钻机的钻杆相固定连接，主轴2-7带动气动潜孔锤旋转，气动潜孔锤带动钻头旋转，从而实现钻头的旋挖运动。

进风回转装置外套2-14的外圆壁上设置有外套进风口2-14-1，主轴2-7设置有主轴进风口2-7-1，外套进风口2-14-1通过主轴进风口2-7-1与主轴内腔2-7-2相连通，外套进风口2-14-1与空压机的风管相连接，压缩空气依次经外套进风口2-14-1、主轴进风口2-7-1、主轴内腔2-7-2、连接管2-5的内孔后进入下方连接腔2-2-2，为气动潜孔锤提供轴向锤击动力支持，从而实现钻头的锤击运动。

进一步地，外管连接腔由外管上孔2-1-2和外管下孔2-1-3组成，下方连接头2-2一端设置有与外管上孔2-1-2相匹配的下方连接凸台2-2-3，外管上孔2-1-2由上往下依次嵌设有主轴法兰2-9、第一个减震胶垫2-3、胶垫戒指2-4、第二个减震胶垫2-3和下方连接凸台2-2-3；外管下孔2-1-3的横截面呈内六角形状，下方连接头2-2设置有与外管下孔2-1-3相匹配的连接段，连接段嵌设在外管下孔2-1-3中；连接段的横截面呈外六角形状。两块减震胶垫2-3主要是吸收气动潜孔锤在工作时通过钻杆传递到动力头的强大震动力，胶垫戒指2-4夹在上下两块减震胶垫2-3中，主要是为了加强减震胶垫2-3吸震强度。两块减震胶垫2-3和胶垫戒指2-4构成本发明的减震装置，本减震装置可以有效地降低气动潜孔锤在工作时产生的强烈震动力，有效延长钻头的使用寿命，使旋挖钻机各组件避免受震动力损坏、螺丝松脱、操作员身体不适等问题,其伤害的保护效果高达80％程度。

在使用本发明时，本装置可以有效地降低气动潜孔锤在工作时产生的强烈震动力，使旋挖机各组件避免受震动力伤害的保护效果高达80％程度，使旋挖机大大地降低维护成本及提高营利效益。另外，该结构简单、设计合理，制造成本低。

以上仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (4)

1.一种减震式进气回旋装置，其特征在于：包括减震外管(2-1)、下方连接头(2-2)、主轴(2-7)、进风回转装置外套(2-14)、面环(2-15)和卡环(2-16)，

所述主轴(2-7)一端固定设置有主轴法兰(2-9)，所述主轴(2-7)另一端设置有上方六角连接头(2-10)，所述上方六角连接头(2-10)设置有锁销位(2-10-1)，

所述下方连接头(2-2)一端设置在减震外管(2-1)的外管连接腔中；所述下方连接头(2-2)另一端伸出外管连接腔外，所述外管连接腔由上往下依次嵌设有主轴法兰(2-9)、第一个减震胶垫(2-3)、胶垫戒指(2-4)和第二个减震胶垫(2-3)，所述主轴法兰(2-9)通过螺杆(2-17)、螺母与减震外管(2-1)的外管螺杆孔(2-1-1)相连接，

第一个减震胶垫(2-3)、胶垫戒指(2-4)和第二个减震胶垫(2-3)的内通孔围设有连接管孔，该连接管孔嵌设有连接管(2-5)，所述连接管(2-5)一端与主轴法兰(2-9)一端相连接，所述连接管(2-5)另一端与下方连接头(2-2)一端相连接；所述主轴(2-7)的主轴内腔(2-7-2)通过连接管(2-5)与下方连接头(2-2)的下方连接腔(2-2-2)相连通；

所述主轴(2-7)另一端由上往下依次套设有卡环(2-16)、面环(2-15)、进风回转装置外套(2-14)、上保护盖(2-13)、轴承(2-12)和下保护盖(2-11)，所述主轴(2-7)的外圆壁上沿周向设置有一条与两个卡环(2-16)相匹配的卡环槽(2-7-3)，两个卡环(2-16)紧卡设入卡环槽(2-7-3)中，两个卡环(2-16)紧压在面环(2-15)上面，面环(2-15)的下表面紧抵压着进风回转装置外套(2-14)的上表面；

所述轴承(2-12)外圈的上端面固定设有上保护盖(2-13)，所述轴承(2-12)外圈的下端面固定设有下保护盖(2-11)，上保护盖(2-13)和下保护盖(2-11)之间设置有间隙；所述进风回转装置外套(2-14)的底面紧抵压在上保护盖(2-13)的上表面上，下保护盖(2-11)紧抵压在主轴法兰(2-9)上；轴承(2-12)内圈与主轴(2-7)相固定连接；

所述进风回转装置外套(2-14)的外圆壁上设置有外套进风口(2-14-1)，所述主轴(2-7)设置有主轴进风口(2-7-1)，所述外套进风口(2-14-1)通过主轴进风口(2-7-1)与主轴内腔(2-7-2)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种减震式进气回旋装置，其特征在于：所述外管连接腔由外管上孔(2-1-2)和外管下孔(2-1-3)组成，所述下方连接头(2-2)一端设置有与外管上孔(2-1-2)相匹配的下方连接凸台(2-2-3)，所述外管上孔(2-1-2)由上往下依次嵌设有主轴法兰(2-9)、第一个减震胶垫(2-3)、胶垫戒指(2-4)、第二个减震胶垫(2-3)和下方连接凸台(2-2-3)；所述外管下孔(2-1-3)的横截面呈内六角形状，所述下方连接头(2-2)设置有与外管下孔(2-1-3)相匹配的连接段，连接段嵌设在外管下孔(2-1-3)中；连接段的横截面呈外六角形状。

3.根据权利要求1所述的一种减震式进气回旋装置，其特征在于：所述连接管(2-5)一端的外壁与主轴法兰(2-9)一端的内壁之间嵌设有连接管胶圈(2-6)，所述连接管(2-5)另一端的外壁与下方连接头(2-2)一端的内壁之间嵌设有连接管胶圈(2-6)。

4.根据权利要求1所述的一种减震式进气回旋装置，其特征在于：所述主轴(2-7)的外圆壁沿轴向设置有若干个主轴胶圈(2-8)，所述主轴胶圈(2-8)设置在主轴(2-7)的外圆壁和进风回转装置外套(2-14)的内圆壁之间；主轴胶圈(2-8)位于主轴进风口(2-7-1)和主轴法兰(2-9)之间。