CN107514234A - 一种液压挤扩器 - Google Patents
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Abstract
一种液压挤扩器涉及工程机械技术领域。液压挤扩器依次包括三翼定位叉(1)、液压换向阀(2)、挤扩油缸(3)、支撑臂(4)、挤扩臂(5)、蓄能器(6)和挤扩器筒(7)；三翼定位叉与液压换向阀连接，液压换向阀与挤扩油缸焊接，挤扩油缸与液压挤扩器筒焊接，挤扩油缸的活塞杆上铰链连接支撑臂，支撑臂铰链连接挤扩臂，挤扩臂铰链连接蓄能器，油管(8)连接在挤扩油缸与蓄能器之间；蓄能器驱动支撑臂和挤扩臂的挤扩和收回；该液压挤扩器在对孔壁进行挤压扩胀时，无土渣产生，无需排渣，半球形空腔形成后不塌孔，保持完好；同时，在挤扩方向的土体形成一个扩大的土体挤密区，形成扩大头锚杆后，土体承载力大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体的是一种扩大头锚杆钻孔用的液压挤扩器。
背景技术
由于我国基础建设的快速发展，基坑支护中锚杆的应用越来越多。经常出现土层锚杆锚固力不够，甚至有锚杆在张拉时有整根被拉出现象。因此，如何有效增加土层锚杆的锚固力，甚至延伸在至达到锚杆锚固力设计值时可以减少土层锚杆的根数和长度，从而降低建设成本，增加施工效益等方面，对基坑支护中锚杆施工有着现实意义。
但现有的机械切削式扩大头锚杆成孔存在以下问题：
1、现有的扩大头锚杆成孔技术一般采用机械切削式扩大头钻头成孔，但该技术方案在软弱土层实际应用中经常出现扩大头成孔困难，扩大头切削土渣排除难，切削臂回收易卡住，拔出钻头困难等实际操作问题。
2、该技术方案同时存在扩大头扩大范围有限，由于是切削扩大成孔,扩大头区域的单位土体承载力不变，行成扩大头锚杆后锚固力提升不显著。
因此、有效改变扩大头成孔形式和增加扩大头处的单位土体承载力是提高土层锚杆锚固力的关键。
发明内容
本发明提供了一种扩大头锚杆钻孔用的液压挤扩器(图1)。液压挤扩器自带动力源----蓄能器(6)，通过液压系统中挤扩油缸(3)驱动挤扩机构----支撑臂(4)和挤扩臂(5)的挤扩和收回。挤扩臂(5)利用支撑臂(4)的顶力向外挤，同时利用挤扩器筒(7)带动挤扩臂(5)旋转实现挤扩臂(5)沿圆周方向挤压土体。
一种液压挤扩器，其特征在于，所述液压挤扩器依次包括三翼定位叉(1)、液压换向阀(2)、挤扩油缸(3)、支撑臂(4)、挤扩臂(5)、蓄能器(6)和挤扩器筒(7)；三翼定位叉(1)与液压换向阀(2)连接，液压换向阀与挤扩油缸(3)焊接，挤扩油缸(3)与液压挤扩器筒(7)焊接，挤扩油缸(3)的活塞杆上铰链连接支撑臂(4)，支撑臂(4)铰链连接挤扩臂(5)，挤扩臂(5)铰链连接蓄能器(6)，油管(8)连接在挤扩油缸(3)与蓄能器(6)之间；蓄能器(6)驱动支撑臂(4)和挤扩臂(5)的挤扩和收回；
钻杆(9)的一端与液压挤扩器的挤扩器筒(7)螺纹连接；锚杆钻机(11)的动力头(10)与钻杆(9)的另一端螺纹连接,动力头(10)通过铰链连接在锚杆钻机(11)上。
液压挤扩器在孔内旋转时，液压换向阀根据挤扩器筒(7)的旋转速度决定挤扩油缸(3)伸出与收回时间。
进一步，液压换向阀具体结构为：往复丝杆(24)一端与三翼定位叉(1)轴键连接，往复丝杆(24)另一端插入液压换向阀(2)上的定位孔，往复丝杆(24)与丝杠母(25)丝杠连接，换向拨叉(23)一端与丝杠母(25)焊接，另一端插入定位板(29)的定位槽(30)中，定位板(29)与挤扩油缸(3)焊接，阀座(22)与挤扩油缸(3)焊接，阀芯(21)两端嵌入换向拨叉(23)的换向基准面(26)之间，其中阀芯(21)上有联通槽(28)，阀座上有油道(27)。
应用所述的液压挤扩器的方法，其特征在于：液压挤扩器与钻杆(9)连接插入孔底并使三翼定位叉(1)插入孔底土体固定，然后利用锚杆钻机(11)的动力头(10)通过螺纹连接液压挤扩器的钻杆(9)旋转液压挤扩器，在旋转中液压换向阀自动打开，蓄能器(6)开始给挤扩油缸(3)供高压油，驱动支撑臂(4)、挤扩臂(5)向外径向挤扩；挤扩油缸(3)伸出行程走完后液压换向阀开始换向，蓄能器(6)驱动支撑臂(4)、挤扩臂(5)向内径向收回；一次挤扩成孔完成。
本发明的有益效果是：该液压挤扩器在对孔壁进行挤压扩胀时，无土渣产生，无需排渣，半球形空腔(14)形成后不塌孔，保持完好；同时，在挤扩方向的土体形成一个扩大的土体挤密区(13)，形成扩大头锚杆后，土体承载力大幅提高。
利用蓄能器作为液压系统的动力源，解决了狭小空间自带动力源而不需要外接动力。
利用挤扩臂(5)外形的曲面，通过挤扩臂(5)外顶和旋转解决了对土体的挤压和扩胀。
附图说明
下面结合附图对本发明所述的液压挤扩器作进一步详细的描述。
图1是该液压挤扩器在锚杆钻机上使用的总装。
图2是该液压挤扩器挤扩过程。
图3是该液压挤扩器的结构。
图4是本发明的液压换向阀一种具体结构。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明所述的液压挤扩器作进一步详细的说明。一种液压挤扩器，包括包括三翼定位叉(1)、液压换向阀(2)、挤扩油缸(3)、支撑臂(4)、挤扩臂(5)、蓄能器(6)和挤扩器筒(7)，如图1所示。
该液压挤扩器在常规土层锚杆钻孔完成后，将液压挤扩器(图1)与钻杆连接插入孔底并使三翼定位叉(1)插入孔底土体固定，然后利用锚杆钻机(11)的动力头(10)，通过与液压挤扩器螺纹连接的钻杆(9)带动液压挤扩器旋转，在旋转中定位板(29)通过换向拨叉(23)带动丝杠母(25)旋转，由于往复丝杆(24)一端与三翼定位叉(1)轴键连接，插入孔底而固定，丝杠母(25)相对往复丝杆(24)做轴向移动，丝杠母(25)带动换向拨叉(23)轴向移动，换向基准面(26)带动阀芯(21)径向移动，通过阀芯(21)上现有的联通槽(28)和阀座(22)上的油道(27)，实现液压换向阀现有常规的P、T、A、B油口换向。(P、T、A、B油口常规液压阀标注方式。)
液压换向阀(2)自动打开，蓄能器(6)开始给挤扩油缸(3)供高压油，驱动支撑臂(4)、挤扩臂(5)向外径向挤扩。挤扩油缸(3)行程走完后液压换向阀(2)开始自动换向，蓄能器(6)驱动支撑臂(4)、挤扩臂(5)向内径向收回。一次挤扩成孔完成。一个锚杆直孔挤扩形成半球形空腔(14)，由于挤扩器的挤压作用进一步形成更大范围的土体挤密区(13)。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (4)
1.一种液压挤扩器，其特征在于，所述液压挤扩器依次包括三翼定位叉(1)、液压换向阀(2)、挤扩油缸(3)、支撑臂(4)、挤扩臂(5)、蓄能器(6)和挤扩器筒(7)；三翼定位叉(1)与液压换向阀(2)连接，液压换向阀与挤扩油缸(3)焊接，挤扩油缸(3)与液压挤扩器筒(7)焊接，挤扩油缸(3)的活塞杆上铰链连接支撑臂(4)，支撑臂(4)铰链连接挤扩臂(5)，挤扩臂(5)铰链连接蓄能器(6)，油管(8)连接在挤扩油缸(3)与蓄能器(6)之间；蓄能器(6)驱动支撑臂(4)和挤扩臂(5)的挤扩和收回；
钻杆(9)的一端与液压挤扩器的挤扩器筒(7)螺纹连接；锚杆钻机(11)的动力头(10)与钻杆(9)的另一端螺纹连接,动力头(10)通过铰链连接在锚杆钻机(11)上。
2.根据权利要求1所述的液压挤扩器，其特征在于：液压挤扩器在孔内旋转时，液压换向阀根据挤扩器筒(7)的旋转速度决定挤扩油缸(3)伸出与收回时间。
3.根据权利要求1所述的一种液压挤扩器，其特征在于，液压换向阀具体结构为：往复丝杆(24)一端与三翼定位叉(1)轴键连接，往复丝杆(24)另一端插入液压换向阀(2)上的定位孔，往复丝杆(24)与丝杠母(25)丝杠连接，换向拨叉(23)一端与丝杠母(25)焊接，另一端插入定位板(29)的定位槽(30)中，定位板与挤扩油缸(3)焊接，阀座(22)与挤扩油缸(3)焊接，阀芯(21)两端嵌入换向拨叉(23)的换向基准面(26)之间，其中阀芯(21)上有联通槽(28)，阀座上有油道(27)。
4.应用如权利要求1-3任意一项所述的液压挤扩器的方法，其特征在于：液压挤扩器与钻杆(9)连接插入孔底并使三翼定位叉(1)插入孔底土体定位，然后利用锚杆钻机(11)的动力头(10)通过螺纹连接液压挤扩器的钻杆(9)旋转液压挤扩器，在旋转中液压换向阀自动打开，蓄能器(6)开始给挤扩油缸(3)供高压油，驱动支撑臂(4)、挤扩臂(5)向外旋转挤扩；挤扩油缸(3)行程走完后液压换向阀开始换向，蓄能器(6)驱动支撑臂(4)、挤扩臂(5)收回；一次挤扩成孔完成。
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