CN110593750A - 一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，包括钻机转杆、固定连接在钻机转杆下端的动力头驱动套、固定连接在动力头驱动套下端的连接块、旋挖钻头和冲击器，所述连接块下端开设有安装孔，所述旋挖钻头的下端固定安装有钻头截齿，所述旋挖钻头的上端部插接在安装孔内，所述连接块下端部侧壁内对称开设有与安装孔连通的滑槽。本发明通过设置定位机构、推动机构、固定机构、驱动机构、锁紧机构和冲击器，可以快速实现对旋挖钻机钻具的更换，保证旋挖钻机在面对黏土层时使用旋挖钻头来磨削钻进，在面对岩石层时使用冲击器冲击钻进，使得旋挖钻机在对复杂地质结构的桩基孔施工时效率大幅提升。

Description

一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机

技术领域

本发明涉及桩基钻孔设备技术领域，尤其涉及一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机。

背景技术

旋挖钻机又被称为打桩机，是一种综合性的钻机，具有机动性强，可快速转场以及钻具种类多样等优点。旋挖钻机在覆盖粘土层钻进施工的效率非常高，但是在遇到硬岩地层时如果单纯依靠钻头截齿对岩石进行磨削钻进，则钻进速度慢效率低，此时需要更换潜孔冲击器在硬岩地层钻进，依靠活塞的冲击，有着非常快的钻进速度，但是冲击器在面对粘土层时又容易排渣不畅，钻进乏力。

在桩基孔钻进施工的过程中，往往会同时遇到以上两种地质结构，因此需要根据实际情况及时对旋挖钻机的钻具进行更换，而现有的旋挖钻机在更换钻具施工时，由于钻具的固定结构较为复杂，因此更换效率比较低下，而施工场地大多不适合大型的钻机设备频繁移动，因此现有复杂地质结构的桩基孔施工效率不高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其通过设置定位机构、推动机构、固定机构、驱动机构、锁紧机构和冲击器，可以快速实现对旋挖钻机钻具的更换，保证旋挖钻机在面对黏土层时使用旋挖钻头来磨削钻进，在面对岩石层时使用冲击器冲击钻进，使得旋挖钻机在对复杂地质结构的桩基孔施工时效率大幅提升。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，包括钻机转杆、固定连接在钻机转杆下端的动力头驱动套、固定连接在动力头驱动套下端的连接块、旋挖钻头和冲击器，所述连接块下端开设有安装孔，所述旋挖钻头的下端固定安装有钻头截齿，所述旋挖钻头的上端部插接在安装孔内，所述连接块下端部侧壁内对称开设有与安装孔连通的滑槽，所述滑槽内安装有用于精确定位旋挖钻头的定位机构，所述连接块上端部侧壁内对称开设有装置腔，所述装置腔相对内壁间转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有套筒，所述套筒的侧壁上安装有用于固定旋挖钻头的固定机构，所述螺纹杆延伸至连接块侧壁上，所述螺纹杆上安装有用于驱动螺纹杆转动的驱动机构，所述螺纹杆上还安装有用于锁紧螺纹杆的锁紧机构。

优选地，所述定位机构包括滑动连接在滑槽内壁间的滑块，所述滑块的侧壁嵌设有定位滚珠，所述旋挖钻头的上端部两侧壁均开设有第一滚珠槽，所述第一滚珠槽与定位滚珠配合，且所述定位滚珠嵌设在第一滚珠槽内，所述滑块侧壁上安装有用于推动滑塞水平位移的推动机构。

优选地，所述推动机构包括推杆，所述推杆的一端固定连接在滑块侧壁，所述推杆的另一端延伸至连接块侧壁且固定连接有推块，所述滑块通过弹簧与滑槽内侧壁弹性连接，且所述弹簧套设在推杆外部。

优选地，所述固定机构包括对称固定连接在套筒侧壁的固定销，所述旋挖钻头上端部两侧壁上均开设有与固定销配合的第一固定销孔，所述固定销的自由端延伸至安装孔并插接在第一固定销孔内。

优选地，所述驱动机构包括摇杆和旋转手柄，所述摇杆固定连接在螺纹杆延伸处连接块外的末端上，所述旋转手柄固定连接在摇杆远离螺纹杆的一端，且所述旋转手柄的侧壁包裹有防滑胶套，所述防滑胶套上开设有防滑纹。

优选地，所述锁紧机构包括棘轮和棘爪，所述棘轮同轴固定连接在螺纹杆位于连接块外的部分上，所述棘爪转动连接在连接块侧壁上，且所述棘轮与棘爪配合。

优选地，所述冲击器包括储油缸、油缸动力总成、液压油缸和冲击头，所述油缸动力总成固定连接在储油缸下端，所述液压油缸固定连接在油缸动力总成下端，所述冲击头固定连接在液压油缸的伸缩端，所述储油缸与油缸动力总成连通，所述油缸动力总成与液压油缸通过导油管连通。

优选地，所述储油缸的外部形状与旋挖钻头的上端部形状相同，且所述储油缸的上端部两侧壁均开设有与第一固定销孔完全一致的第二固定销孔，所述储油缸的上端部两侧壁还开设有与第一滚珠槽完全一致的第二滚珠槽，所述第二固定销孔和第二滚珠槽相对于储油缸的位置与第一固定销孔和第一滚珠槽相对于旋挖钻头的位置相同。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置定位机构、推动机构、固定机构、驱动机构、锁紧机构和冲击器，可以拉动推块，使推杆带动滑块向连接块两侧位移，将旋挖钻头上端部或者储油缸插入安装孔内，松开推块，使地滑块在弹簧作用下复位，使定位滚珠嵌入对应的滚珠槽内，使得旋挖钻头和储油缸精确定位，随后转动摇杆，使螺纹杆转动，驱动套筒带动固定销水平移动，插进对应的固定销孔内，从而完成对旋挖钻头或者冲击器的固定安装，操作方便，使得钻机的钻具更换效率大幅提升；

2、通过旋挖钻头和冲击器之间的相互更换使用，从而保证旋挖钻机在面对黏土层时使用旋挖钻头来磨削钻进，在面对岩石层时使用冲击器冲击钻进，使得旋挖钻机在对复杂地质结构的桩基孔施工时效率大幅提升。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机装配旋挖钻头状态下的结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机装配冲击器状态下的结构示意图；

图3为图1的A处结构示意图；

图4为图1的B处结构示意图；

图5为为本发明提出的连接块的侧视图；

图6为本发明提出的冲击器的结构示意图。

图中：1钻机转杆、2动力头驱动套、3连接块、4安装孔、5旋挖钻头、6钻头截齿、7装置腔、8螺纹杆、9套筒、10固定销、11第一固定销孔、12摇杆、13旋转手柄、14滑槽、15滑块、16定位滚珠、17第一滚珠槽、18推杆、19弹簧、20推块、21储油缸、22油缸动力总成、23液压油缸、24冲击头、25导油管、26棘爪、27防滑胶套、28第二滚珠槽、29第二固定销孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-6，一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，包括钻机转杆1、固定连接在钻机转杆1下端的动力头驱动套2、固定连接在动力头驱动套2下端的连接块3、旋挖钻头5和冲击器，连接块3下端开设有安装孔4，旋挖钻头5的下端固定安装有钻头截齿6，旋挖钻头5的上端部插接在安装孔4内，连接块下端部侧壁内对称开设有与安装孔4连通的滑槽14。

滑槽14内安装有用于精确定位旋挖钻头5的定位机构，定位机构包括滑动连接在滑槽14内壁间的滑块15，滑块15的侧壁嵌设有定位滚珠16，旋挖钻头5的上端部两侧壁均开设有第一滚珠槽17，第一滚珠槽17与定位滚珠16配合，且定位滚珠16嵌设在第一滚珠槽17内，滑块15侧壁上安装有用于推动滑塞水平位移的推动机构。

推动机构包括推杆18，推杆18的一端固定连接在滑块15侧壁，推杆18的另一端延伸至连接块3侧壁且固定连接有推块20，滑块15通过弹簧19与滑槽14内侧壁弹性连接，且弹簧19套设在推杆18外部。

连接块3上端部侧壁内对称开设有装置腔7，装置腔7相对内壁间转动连接有螺纹杆8，螺纹杆8上螺纹连接有套筒9，套筒9的侧壁上安装有用于固定旋挖钻头5的固定机构，固定机构包括对称固定连接在套筒9侧壁的固定销10，旋挖钻头5上端部两侧壁上均开设有与固定销10配合的第一固定销孔11，固定销10的自由端延伸至安装孔4并插接在第一固定销孔11内。

螺纹杆8延伸至连接块3侧壁上，螺纹杆8上安装有用于驱动螺纹杆8转动的驱动机构，驱动机构包括摇杆12和旋转手柄13，摇杆12固定连接在螺纹杆8延伸处连接块3外的末端上，旋转手柄13固定连接在摇杆12远离螺纹杆8的一端，且旋转手柄13的侧壁包裹有防滑胶套27，防滑胶套27上开设有防滑纹。

螺纹杆8上还安装有用于锁紧螺纹杆8的锁紧机构，锁紧机构包括棘轮30和棘爪26，棘轮30同轴固定连接在螺纹杆8位于连接块3外的部分上，棘爪26转动连接在连接块3侧壁上，且棘轮30与棘爪26配合。

冲击器包括储油缸21、油缸动力总成22、液压油缸23和冲击头24，油缸动力总成22固定连接在储油缸21下端，液压油缸23固定连接在油缸动力总成22下端，冲击头24固定连接在液压油缸23的伸缩端，储油缸21与油缸动力总成22连通，油缸动力总成22与液压油缸23通过导油管25连通。

储油缸21的外部形状与旋挖钻头5的上端部形状相同，且储油缸21的上端部两侧壁均开设有与第一固定销孔11完全一致的第二固定销孔29，储油缸21的上端部两侧壁还开设有与第一滚珠槽17完全一致的第二滚珠槽28，第二固定销孔29和第二滚珠槽28相对于储油缸21的位置与第一固定销孔11和第一滚珠槽17相对于旋挖钻头5的位置相同。

本发明中，面对黏土层时，需要旋挖钻头5的钻头截齿6对黏土进行磨削钻进，启动钻机的主驱动电机，使其驱动钻机转杆1旋转，进而通过动力头驱动套2和连接块3驱动旋挖钻头5转动，使钻头截齿6对黏土磨削钻进。

当面对岩石层时，需要将旋挖钻头5更换为冲击器，先握住旋转手柄13，转动摇杆12，使螺纹杆8同步转动，从而使得套筒9带动固定销10向连接块3两侧位移，固定销10,从第一固定销孔11中滑出，取消连接块3对旋挖钻头5的固定，随后拉动推块20，使得推杆18带动滑块15向连接块3两侧滑动，定位滚珠16从第一滚珠槽17内滑出，此时取下旋挖钻头5，松开推块20。

再将实现准备好的冲击器取出，再次拉动推块20，将储油缸21插入安装孔4内，然后松开推块20，使滑块15和定位滚珠16在弹簧19的弹力作用下复位，定位滚珠16嵌入第二滚珠槽28内，完成对储油缸21的精确定位，此时固定销10已经与第二固定销孔29对齐，握住旋转手柄13，反向转动摇杆12，使螺纹杆8同步反向转动，从而使得套筒9带动固定销10向储油缸21方向位移，并插入第二固定销孔29内，完成对冲击器的安装固定。

此时启动油缸动力总成22，油缸动力总成22不但工作，高速切换输入输出状态，使得液压油缸23的伸缩端不断发生伸缩，从而带动冲击头对岩石层进行高速冲击钻进。

本发明通过旋挖钻头5和冲击器之间的相互更换使用，从而保证旋挖钻机在面对黏土层时使用旋挖钻头5来磨削钻进，在面对岩石层时使用冲击器冲击钻进，使得旋挖钻机在对复杂地质结构的桩基孔施工时效率大幅提升。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，包括钻机转杆（1）、固定连接在钻机转杆（1）下端的动力头驱动套（2）、固定连接在动力头驱动套（2）下端的连接块（3）、旋挖钻头（5）和冲击器，其特征在于，所述连接块（3）下端开设有安装孔（4），所述旋挖钻头（5）的下端固定安装有钻头截齿（6），所述旋挖钻头（5）的上端部插接在安装孔（4）内，所述连接块下端部侧壁内对称开设有与安装孔（4）连通的滑槽（14），所述滑槽（14）内安装有用于精确定位旋挖钻头（5）的定位机构，所述连接块（3）上端部侧壁内对称开设有装置腔（7），所述装置腔（7）相对内壁间转动连接有螺纹杆（8），所述螺纹杆（8）上螺纹连接有套筒（9），所述套筒（9）的侧壁上安装有用于固定旋挖钻头（5）的固定机构，所述螺纹杆（8）延伸至连接块（3）侧壁上，所述螺纹杆（8）上安装有用于驱动螺纹杆（8）转动的驱动机构，所述螺纹杆（8）上还安装有用于锁紧螺纹杆（8）的锁紧机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其特征在于，所述定位机构包括滑动连接在滑槽（14）内壁间的滑块（15），所述滑块（15）的侧壁嵌设有定位滚珠（16），所述旋挖钻头（5）的上端部两侧壁均开设有第一滚珠槽（17），所述第一滚珠槽（17）与定位滚珠（16）配合，且所述定位滚珠（16）嵌设在第一滚珠槽（17）内，所述滑块（15）侧壁上安装有用于推动滑塞水平位移的推动机构。

3.根据权利要求2所述的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其特征在于，所述推动机构包括推杆（18），所述推杆（18）的一端固定连接在滑块（15）侧壁，所述推杆（18）的另一端延伸至连接块（3）侧壁且固定连接有推块（20），所述滑块（15）通过弹簧（19）与滑槽（14）内侧壁弹性连接，且所述弹簧（19）套设在推杆（18）外部。

4.根据权利要求1所述的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其特征在于，所述固定机构包括对称固定连接在套筒（9）侧壁的固定销（10），所述旋挖钻头（5）上端部两侧壁上均开设有与固定销（10）配合的第一固定销孔（11），所述固定销（10）的自由端延伸至安装孔（4）并插接在第一固定销孔（11）内。

5.根据权利要求1所述的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其特征在于，所述驱动机构包括摇杆（12）和旋转手柄（13），所述摇杆（12）固定连接在螺纹杆（8）延伸处连接块（3）外的末端上，所述旋转手柄（13）固定连接在摇杆（12）远离螺纹杆（8）的一端，且所述旋转手柄（13）的侧壁包裹有防滑胶套（27），所述防滑胶套（27）上开设有防滑纹。

6.根据权利要求1所述的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其特征在于，所述锁紧机构包括棘轮（30）和棘爪（26），所述棘轮（30）同轴固定连接在螺纹杆（8）位于连接块（3）外的部分上，所述棘爪（26）转动连接在连接块（3）侧壁上，且所述棘轮（30）与棘爪（26）配合。

7.根据权利要求1所述的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其特征在于，所述冲击器包括储油缸（21）、油缸动力总成（22）、液压油缸（23）和冲击头（24），所述油缸动力总成（22）固定连接在储油缸（21）下端，所述液压油缸（23）固定连接在油缸动力总成（22）下端，所述冲击头（24）固定连接在液压油缸（23）的伸缩端，所述储油缸（21）与油缸动力总成（22）连通，所述油缸动力总成（22）与液压油缸（23）通过导油管（25）连通。

8.根据权利要求7所述的一种用于旋挖钻头和冲击器切换施工的钻机，其特征在于，所述储油缸（21）的外部形状与旋挖钻头（5）的上端部形状相同，且所述储油缸（21）的上端部两侧壁均开设有与第一固定销孔（11）完全一致的第二固定销孔（29），所述储油缸（21）的上端部两侧壁还开设有与第一滚珠槽（17）完全一致的第二滚珠槽（28），所述第二固定销孔（29）和第二滚珠槽（28）相对于储油缸（21）的位置与第一固定销孔（11）和第一滚珠槽（17）相对于旋挖钻头（5）的位置相同。