CN112144518A - 一种行星式钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行星式钻头，包括主钻，所述主钻沿轴向安装有至少一个搅拌装置，所述搅拌装置包括至少一个次钻和传动连接主钻和次钻的行星传动机构，所述次钻由行星传动机构带动自转的同时围绕所述主钻做公转运动。本发明提供的行星式钻头，主钻和各个次钻之间通过行星传动机构传动，主钻转动经行星传动机构带动每根次钻自转的同时带动所有的次钻绕着主钻做公转运动。这样的结构设计，使得次钻和主钻自转不能被搅拌到的区域由次钻绕着主钻做公转运动进行充分搅拌，消除进钻施工区域内的搅拌盲区，有助于提高搅拌的均匀度，以保证水泥土搅拌桩的整体结构强度。

Description

一种行星式钻头

技术领域

本发明涉及桩基钻头领域，尤其涉及一种行星式钻头。

背景技术

深层水泥搅拌桩是一种利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌桩机在地基将软土或沙等和喷入土体的固化剂强制拌和，使固化剂与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的高强度优质地基。因而适用于淤泥、砂土、淤泥质土、泥炭土和粉土等软基处理，效果显著，处理后可成桩、墙等。水泥搅拌桩按主要使用的施工做法和深层搅拌桩机的钻杆数量分为单轴、双轴、多轴搅拌桩。

作为多轴搅拌桩的一种，现有技术公开了一种钻杆组合架，包括：在长度方向上贯通的主架杆和至少一个沿主架杆长度方向布置的连接件组；其中，所述连接件组包含一根以上间隔布置且近端分别铰接于主架杆外壁的连杆，各连杆于远端分别铰接一支块，且各支块的圆孔轴向对齐；至少一根连杆与一伸缩杆的一端部铰接，该伸缩杆的另一端部铰接于主架杆外壁。次钻杆顶部自带动力头。

由于每个次钻杆的顶部都需要自带动力头为钻削和搅拌提供动力，耗能大，且在钻削的过程中需要随钻杆沉至地表以下，而固化剂与土发生一系列物理化学反应时会产热，影响动力头的使用寿命。

又如现有技术还公开了一种水泥土搅拌桩打桩机，该水泥土搅拌桩打桩机的钻杆传动结构包括具有内腔的驱动箱体，驱动箱体内设有至少一个与主钻杆相连的主动齿轮，主动齿轮连接有能驱动主动齿轮转动的驱动结构，其中，主动齿轮周向外侧设有至少两个与副钻杆相连的从动齿轮，且主动齿轮与从动齿轮之间设有当主动齿轮转动时能使至少一个从动齿轮相对于主动齿轮反向转动且能使剩余的从动齿轮相对于主动齿轮同向转动的齿轮传动结构。

从动齿轮包括若干设置在主动齿轮周向外侧的第一从动齿轮与第二从动齿轮，所述的第一从动齿轮与第二从动齿轮一一交错设置且第一从动齿轮与第二从动齿轮均以主动齿轮为圆心周向分布且形成直径不同的环形结构；所述的齿轮传动结构包括与主动齿轮相连且当主动齿轮周向转动时能驱动第一从动齿轮相对于主动齿轮反向转动的第一传动组件以及设置在主动齿轮和第二从动齿轮之间且当主动齿轮转动时能使第二从动齿轮相对于主动齿轮同向转动的第二传动组件。

由于水泥土搅拌桩打桩机的钻深要求较高，在钻削过程中，搅拌桩主要起到搅拌的作用，并不能达到排土的效果，随着钻深的增加，驱动箱体会跟随主钻杆一体下沉至地表以下，由于驱动箱体横截面积过大，导致挤土面积过大，钻削区域内的混合物(包含细小颗粒状破碎体和流体)流动性大幅减弱，在钻杆的进钻或退钻过程中，因而会造成严重的轴向挤压混合物，因而桩基施工难度较大，施工效率低。

在上述现有技术中，各钻杆相对位置关系保持不变，因此会存在搅拌盲区，导致搅拌盲区内的固化剂与土不能充分物理化学反应，导致成桩质量下降。

发明内容

本发明的目的在于解决现有多轴搅拌桩在钻削过程中存在搅拌盲区导致搅拌不均匀的问题。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种行星式钻头，包括主钻，所述主钻沿轴向安装有至少一个搅拌装置，所述搅拌装置包括至少一个次钻和传动连接主钻和次钻的行星传动机构，所述次钻由行星传动机构带动自转的同时围绕所述主钻做公转运动。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述行星传动机构包含：同轴设置在所述主钻上的定轴齿轮、与同搅拌装置上所述次钻等数量并与所述定轴齿轮啮合的行星齿轮，以及安装在所述主钻上用以保持行星齿轮与定轴齿轮正确啮合的保持架，所述次钻穿过所述保持架后与对应的行星齿轮连接固定，所述次钻与保持架之间转动配合。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：

所述保持架与所述主钻连接固定；

或者，所述保持架与所述主钻转动配合连接，且所述主钻上设置有防止保持架轴向窜动的限位机构，所述保持架与所述主钻通过至少一个的主钻轴承组件连接，所述保持架的外周壁上可拆卸安装有在进、退钻时用于阻止所述保持架转动的铡刀，

优选，铡刀的外端至主钻中心的距离大于主钻的钻削范围半径，主钻的钻削范围半径大于或等于搅拌装置的最大搅拌半径。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述主钻轴承组件包括固定在所述保持架上并与所述保持架密封连接的轴承座和安装在所述轴承座内的轴承，所述轴承与所述主钻配合安装。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述保持架包括底板，所述定轴齿轮和行星齿轮均位于所述底板上，所述底板于相邻两个行星齿轮之间形成径向凹陷部；

优选，所述保持架还包括固定在所述底板上的罩壳，所述定轴齿轮和行星齿轮均安装在由罩壳和底板所形成的空腔内，所述罩壳的横截面外轮廓匹配所述底板的横截面外轮廓；

所述保持架的上端面和/或下端面分别沿轴向面积递减至呈外凸的锥状结构。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述行星传动机构还包含：若干固定安装在所述保持架上的次钻轴承组件，每个所述次钻至少通过一个所述次钻轴承组件与保持架转动连接。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述搅拌装置还包含至少一个的密封组件，所述密封组件包括套装在所述主钻上的密封套筒和安装在所述主钻与密封套筒之间至少一个的密封件，所述密封套筒与所述保持架或者主钻轴承组件密封连接。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述主钻的外周壁上间隔布置有若干中心搅拌叶片，所述次钻的外周壁上间隔布置有若干周侧搅拌叶片，在转动过程中，所述主钻上的中心搅拌叶片与各个次钻及各个次钻上的周侧搅拌叶片互不干涉，所述次钻上的周侧搅拌叶片与主钻、相邻次钻及相邻次钻上的周侧搅拌叶片互不干涉；

优选地，所述中心搅拌叶片沿转动方向上设置有用于进钻时切向转动方向的下切削刃和/或用于退钻时切向转动方向的上切削刃；所述周侧搅拌叶片沿转动方向上设置有用于进钻时切向转动方向的下切削刃和/或用于退钻时切向转动方向的上切削刃。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述主钻的下端和次钻的上端和/或下端分别设置有切削部，所述切削部包含钻尖；

其中，所述主钻下端的切削部还包含：形成在钻尖上的主刀刃，以及至少一个配置于所述主钻外周面上且靠近所述钻尖的螺旋翼；所述螺旋翼在迎向被切削物体的端部形成有连续的切削刃；

优选，所述螺旋翼于靠近钻尖的径向端面上排列有多个铲齿。

进一步的，上述的行星式钻头中，还具有如下特征：所述主钻的侧壁上沿轴向间隔安装有若干喷管，并且所述主钻内部沿轴向设置有与所述喷管等数量且对应连通的输送通道，每个所述输送通道能够用以输送不同的介质并均贯通至主钻顶部，每个所述喷管的底部设置有扩口状的喷口；所述喷口的底部无遮挡，且喷口的喷射范围覆盖主钻中心至主钻的钻削区域边缘；

优选，所述喷管的数量为两个，分别分布在主钻的上、下两端部；所述搅拌装置位于两个喷管之间。

本发明提供的行星式钻头，主钻和各个次钻之间通过行星传动机构传动，主钻转动经行星传动机构带动每根次钻自转的同时带动所有的次钻绕着主钻做公转运动。这样的结构设计，使得次钻和主钻自转不能被搅拌到的区域由次钻绕着主钻做公转运动进行充分搅拌，消除进钻施工区域内的搅拌盲区，有助于提高搅拌的均匀度，以保证水泥土搅拌桩的整体结构强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是实施例一中采用单个搅拌装置的行星式钻头的立体图；

图2是实施例一中采用多个搅拌装置的行星式钻头的立体图；

图3是实施例一中采用多个相同搅拌装置且共用次钻的行星式钻头的立体图；

图4是实施例一中搅拌装置的爆炸图；

图5是实施例一中主钻的立体图；

图6是实施例一中次钻的立体图；

图7是实施例一中主钻上切削部的立体图；

图8是实施例二中行星式钻头的立体图；

图9是实施例二中搅拌装置的爆炸图；

图10是实施例二中搅拌装置组装后示意图；

图11是实施例三中次钻轴承组件的爆炸图；

图12是实施例四中保持架的结构示意图；

图13是实施例五中主钻的半剖结构示意图；

图14是实施例五中喷管的半剖结构示意图；

图15是实施例五中主钻底部喷浆上部送气的工作状态示意图；

图16是实施例五中主钻底部送气上部喷浆的工作状态示意图；

图17是实施例六中搅拌装置采用一根次钻的示意图；

图18、19是实施例六中搅拌装置采用两根次钻的示意图；

图20是实施例六中搅拌装置采用三根次钻的示意图；

图21是实施例六中搅拌装置采用五根次钻的示意图。

附图中：

1、主钻；11、中心搅拌叶片；12、喷管；121、喷口；13、输送通道；

2、次钻；21、周侧搅拌叶片；1a，2a、下切削刃；1b，2b、上切削刃；

3、行星传动机构；31、定轴齿轮；32、行星齿轮；33、保持架；331、底板；332、罩壳；333、铡刀；

4、主钻轴承组件；41、轴承座；42、轴承；43、O型圈；

5、密封组件；51、密封套筒；52、密封圈；

6、切削部；61、钻尖；62、主刀刃；63、螺旋翼；64、铲齿；

7、次钻轴承组件；71、轴承基座；72、滚子轴承；

8、输送装置；81、转芯；811、管路；82、外壳；821、输入口；83、环槽；

9、卡簧。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

<实施例一>

如图1和图2所示，本实施例提供的行星式钻头用于水泥土搅拌桩情形下的桩基础施工，该行星式钻头包括主钻，所述主钻1沿轴向安装有至少一个搅拌装置，所述搅拌装置包括至少一个次钻2和传动连接主钻1和次钻2的行星传动机构3，所述次钻2由行星传动机构3带动自转的同时围绕所述主钻1做公转运动。工作过程中，主钻1顶部连接动力装置，由动力装置驱动主钻1转动。

在本实施例中，次钻2的数量采用四个且每根次钻2均平行于主钻1，围绕主钻1的中轴线均匀分布。

具体地，当搅拌装置采用两个或者两个以上时，各搅拌装置上的次钻2数量可以相同也可以不同；当采用相同次钻2数量的搅拌装置时，相邻搅拌装置之间共轴的次钻2安装位置上可以共用同一根次钻2，如图3所示。

如图4所示，作为本发明的关键技术内容，本实施例提供的行星传动机构3包含：同轴设置在所述主钻1上的定轴齿轮31、与同搅拌装置上所述次钻2等数量并与所述定轴齿轮31外啮合的行星齿轮32，以及安装在所述主钻1上用以保持行星齿轮32与定轴齿轮31正确啮合的保持架33，所述次钻2穿过所述保持架33后与对应的行星齿轮32连接固定，所述次钻2与保持架33之间转动配合。

具体地，次钻2可以采用整段的方式与对应的行星齿轮32进行连接，也可以采用分段的方式与对应的行星齿轮32进行连接，连接方式包括一体式连接和可拆卸连接，优选可拆卸连接，方便后期的更换维修，降低更换成本；可拆卸连接方式包括法兰连接、键连接、紧固件固定中的一种或者几种组合。

具体地，所述保持架33与所述主钻1连接固定，连接固定的方式可以采用紧固件等可拆卸的固定连接，连接处采用密封圈等密封结构进行密封连接，也可以采用焊接等不可拆卸的方式固定连接。当采用保持架33与主钻1连接固定方式时，主钻1转动，必然带动保持架33也转动，进而带动次钻2围绕主钻1做公转运动。

进一步地，所述保持架33包括底板331，所述定轴齿轮31和行星齿轮32均位于所述底板331上，所述底板331的于相邻两个行星齿轮32之间形成径向凹陷部；所述保持架33还包括固定在所述底板331上的罩壳332，所述定轴齿轮31和行星齿轮32均安装在由罩壳332和底板331所形成的空腔内，所述罩壳332的横截面外轮廓匹配所述底板331的横截面外轮廓。在本实施例中，保持架33沿圆周呈放射状布置同行星齿轮32形状相似的“瓣”，通过横截面形状相似原理减少不必要的面积占用，常规的行星齿轮传动机构通常采用在行星齿轮的外部设置外齿圈来保持行星齿轮和中心齿轮进行啮合，由于外齿圈的形状为圆形，则壳体必须是相应的圆形结构，占用面积大，在下钻过程中，挤土面积就大，而本实施例中，底板331采用梅花状结构设计，有多少个行星齿轮，就有多少个“瓣”，通过形状相似的原理，尽可能地缩减不必要面积的占用，以达到减少挤土面积的效果，有利于被搅拌物体在施工区域内的流动，保证行星式钻头进、退钻的顺畅性。

如图5和图6所示，在本实施例中，所述主钻1的外周壁上间隔布置有若干中心搅拌叶片11，所述次钻2的外周壁上间隔布置有若干周侧搅拌叶片21，中心搅拌叶片11和周侧搅拌叶片21可以通过可拆卸的方式分别安装在主钻1和次钻2上，也可以通过不可拆卸的方式安装在主钻1和次钻2上。

在转动过程中，所述主钻1上的中心搅拌叶片11与各个次钻2及各个次钻2上的周侧搅拌叶片21互不干涉，所述次钻2上的周侧搅拌叶片21与主钻1、相邻次钻2及相邻次钻2上的周侧搅拌叶片21互不干涉；具体地，主钻1在与次钻2共段区域内和不共段区域内的中心搅拌叶片11的长度可以进行调整，防止干涉，当然，主钻1在与次钻2共段区域内可以不设置中心搅拌叶片11。

优选地，所述中心搅拌叶片11沿转动方向上设置有用于进钻时切向转动方向的下切削刃1a和/或用于退钻时切向转动方向的上切削刃1b；所述周侧搅拌叶片21沿转动方向上设置有用于进钻时切向转动方向的下切削刃2a和/或用于退钻时切向转动方向的上切削刃2b。实施例中，主钻和次钻的各搅拌叶片可以以2～5个一组形成搅拌叶片组沿钻杆轴向间隔设置，也可以是螺旋状间隔设置。

具体地，中心搅拌叶片11和周侧搅拌叶片21均倾斜设置，由于定轴齿轮31和行星齿轮32外啮合传动，因此各次钻2的转动方向与主钻1的转向相反，故中心搅拌叶片11和周侧搅拌叶片21的倾斜方向也相反。

进钻时，中心搅拌叶片11和周侧搅拌叶片21上的下切削刃(1a，2a)先切向混合物；退钻时，主钻1反向转动，并且由桩机提升，中心搅拌叶片11和周侧搅拌叶片21上的上切削刃(1b，2b)先切向混合物，降低行径阻力。

更进一步地，如图1至图4所示，所述主钻1的下端和次钻2的上、下端分别设置有切削部6，切削部6可通过可拆卸的方式安装在主钻1或次钻2上，也可以通过不可拆卸的方式安装在主钻1或次钻2上。具体地，所述切削部6包含：钻尖61。作为优选的技术方案，本实施例中，钻尖61环绕中轴线配置至少两条且间隔分布的螺旋角为5°～85°的螺旋状切削刃，钻尖61与之对应的主钻1或次钻2之间通过焊接固定，或者由图中未显示的紧固件旋接固定，或者在主钻1和次钻2的生产制造过程中一体成型。

其中，如图7所示，所述主钻1下端的切削部6还包含：形成在钻尖61上的主刀刃62，以及至少一个配置于所述主钻1外周面上且靠近所述钻尖61的螺旋翼63；所述螺旋翼63在迎向被切削物体的端部形成有连续的切削刃；

另外，所述螺旋翼63于靠近钻尖的径向端面上排列有多个铲齿64，进而提高行星式钻头的破岩切割能力。

<实施例二>

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图8和图9所示，相对于实施例一，本实施例提供的行星式钻头还有这样的区别结构设计：

将实施例一中保持架33与所述主钻1固定连接替换成保持架33与所述主钻1采用转动配合方式连接，并且所述主钻1上设置有防止保持架33轴向窜动的限位机构。具体地，限位机构可以采用安装在主钻1卡槽上的卡簧9，也可以通过主钻1上一体成型或固定安装的凸缘(图中未示出)来达到轴向限位，当然不限于上述的限位方式。

在本实施例中，为使进、退钻过程中次钻2不做公转运动，保持架33的外周壁上可拆卸安装在进、退钻时用于阻止所述保持架33转动的铡刀333，优选，铡刀333的外端至主钻1中心的距离大于主钻1的钻削范围半径，主钻1的钻削范围半径大于或等于搅拌装置的最大搅拌半径。在进钻过程中，次钻2在齿轮的啮合作用下自转，而铡刀333进入未被钻削的泥土内，受土壤的阻力，在钻削过程中保持架33保持相对位置不变，使各次钻2与主钻1的相对位置关系保持不变进行进钻。

进一步地，为确保转动过程中的密封性，在主钻1及各次钻2与保持架33的连接处均设置有密封组件5，所述密封组件5包括套装在所述主钻1或次钻2上的密封套筒51和用于套装在所述主钻1或次钻2上至少一个的密封件52，密封套筒51和主钻1或次钻2之间通过密封件52进行密封连接，密封套筒51与保持架33固定连接且连接处设置密封垫等进行密封。在本实施例中，密封件52可以采用至少一个的密封圈、油封等或几种组合。

<实施例三>

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图9至图11所示，相对于实施例二，本实施例提供的行星式钻头还有这样的区别结构设计：

保持架33与所述主钻1还通过至少一个的主钻轴承组件4连接。优选，主钻轴承组件4采用两个，分别分布在保持架33的上、下方，使主钻1与保持架33之间相对转动更顺畅，具体地，所述主钻轴承组件4包括固定在所述保持架33上并与所述保持架33通过O型圈43密封连接的轴承座41和安装在所述轴承座41内的轴承42，所述轴承42与所述主钻1配合安装。对应地，主钻1上的密封组件5安装在轴承座41上，且密封套筒51与轴承座41固定连接并连接处设置密封垫等进行密封。

进一步地，每个所述次钻2与保持架33至少通过一个次钻轴承组件7与保持架33转动连接，以保证次钻2与保持架33之间顺畅转动。具体地，次钻轴承组件7包括轴承基座71和安装在轴承基座71内并与对应次钻2配合安装的滚子轴承72，轴承基座71固定在保持架33上且连接处设置密封垫等进行密封。对应地，次钻2上的密封组件5安装在轴承基座71上，且密封套筒51与轴承基座71固连并连接处设置密封垫等进行密封。在本实施例中，轴承基座71的内圈可通过图中未示出的紧固件与次钻2固定连接，并且轴承基座71的内圈与次钻2之间设置密封圈等密封结构进行密封，轴承基座71的外端均设置端板进行密封，防止泥土等进入内部，这样就减少了次钻2上密封组件5的使用。

<实施例四>

本实施例中，与实施例一至实施例三相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图12所示，以次钻2数量为3个的搅拌装置为例进行说明，相对于实施例一至实施例三，本实施例提供的行星式钻头还有这样的区别结构设计：

保持架33的上端面和/或下端面分别沿轴向面积递减至呈外凸的锥状结构。无论是进钻还是退钻，保持架33首先由锥尖受力，混合物能沿着保护罩34的表面流动，而不是积存在保持架33表面，有助于减少进钻和退钻时的阻力，降低桩基施工难度。在本实施例中，保持架33的横截面连续递减，形成表明光滑的曲面，当然也可以逐级递减，形成阶梯状表面。

<实施例五>

本实施例中，与实施例一至实施例四相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图1至图3以及图5、图8、图13和图14所示，相对于实施例一至实施例四，本实施例提供的行星式钻头还有这样的区别结构设计：

主钻1的侧壁上沿轴向间隔安装有若干喷管12，并且所述主钻1内部沿轴向设置有与所述喷管11等数量且对应连通的输送通道13，每个所述输送通道13均贯通至主钻1顶部，每个所述喷管12的底部设置有扩口状的喷口121；

优选，喷口121的底部无遮挡，且喷口121呈长条形，其喷射范围覆盖主钻1中心至主钻1的钻削区域边缘。喷管12的外端设置成切斜面，使喷管12也能达到切削的效果。

作为优选的技术方案，本实施例中，所所述喷管12的数量为两个，分别分布在主钻1的上、下两端部；所述搅拌装置位于两个喷管12之间。对应地，输送通道13的数量也为两个，用以输送气体和浆料。

工作过程中，钻机上安装用于输送气体和浆料的输送装置8，如图15和图16所示，其内部设置有转芯81，转芯81与主钻1顶部固定连接，外部设置外壳82，外壳82固定在钻机上，转芯81与外壳82之间密封转动连接，转芯81上设置有两道平行且不相通的环槽83，并且转芯81在每道环槽83处各设置一贯穿至底部的管路811，两条管路811分别与主钻1顶部的两条输送通道13对应相接，外壳82上设置有与对应环槽83相通的输入口821，每个输入口821通过输送管连接三通阀的输出口，三通阀的两输入口分别通过气泵、砂浆泵连接气源和浆料源，通过控制三通阀的切换以及气泵和砂浆泵的切换工作，达到控制所需喷管12喷送气体或浆料的目的。

在进钻过程中，通过控制使下部的喷管12输送浆料，上部的喷管12输送气体，如图15所示；在退钻过程中，通过控制使下部的喷管12输送气体，而上部的喷管12输送浆料，如图16所示，输送气体的目的是有助于混合搅拌，同时防止各喷口121堵塞，通过控制喷管12在不同工作状态下切换输送不同的介质，能保证桩基整体的均匀度，避免同时输送浆料而存在均匀度不一致的问题。

<实施例六>

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

相对于上述实施例，本实施例提供的行星式钻头上各搅拌装置可包含一个绕主钻1中轴线间隔布置的次钻2，如图17所示；

或者，如图18和19所示，包括两个绕主钻1中轴线间隔布置的次钻2；当然，本实施例提供的搅拌装置还可包括三个(如图20所示)、五个(如图21所示)及以上绕主钻1中轴线间隔布置的次钻2，即各次钻2和主钻1星形(三角星形、四角星形、五角星形等)排列。

在本实施例中，次钻2的数量变化，则行星传动机构3也做相应的结构变换。

上述实施例一至实施例六中，优选，定轴齿轮31与行星齿轮32的传动比＞1，使得次钻2的转速大于主钻1转速，提高搅拌效果，当然定轴齿轮31与行星齿轮32的传动比也可以≤1。在工作过程中，随着进钻深度的增加，主钻1的顶部叠加安装同主钻1顶部同结构的连接轴，达到桩基施工需求。实施例一至实施例六的部分技术实施方式可以组合或者替换。

以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种行星式钻头，包括主钻(1)，其特征在于，所述主钻(1)沿轴向安装有至少一个搅拌装置，所述搅拌装置包括至少一个次钻(2)和传动连接主钻(1)和次钻(2)的行星传动机构(3)，所述次钻(2)由行星传动机构(3)带动自转的同时围绕所述主钻(1)做公转运动。

2.根据权利要求1所述的行星式钻头，其特征在于，所述行星传动机构(3)包含：同轴设置在所述主钻(1)上的定轴齿轮(31)、与同搅拌装置上所述次钻(2)等数量并与所述定轴齿轮(31)外啮合的行星齿轮(32)，以及安装在所述主钻(1)上用以保持行星齿轮(32)与定轴齿轮(31)正确啮合的保持架(33)，所述次钻(2)穿过所述保持架(33)后与对应的行星齿轮(32)连接固定，所述次钻(2)与保持架(33)之间转动配合。

3.根据权利要求2所述的行星式钻头，其特征在于，

所述保持架(33)与所述主钻(1)连接固定；

或者，所述保持架(33)与所述主钻(1)转动配合连接，且所述主钻(1)上设置有防止保持架(33)轴向窜动的限位机构，所述保持架(33)与所述主钻(1)通过至少一个的主钻轴承组件(4)连接，所述保持架(33)的外周壁上可拆卸安装有在进、退钻时用于阻止所述保持架(33)转动的铡刀(333)，

优选，铡刀(333)的外端至主钻(1)中心的距离大于主钻(1)的钻削范围半径，主钻(1)的钻削范围半径大于或等于搅拌装置的最大搅拌半径。

4.根据权利要求3所述的行星式钻头，其特征在于，所述主钻轴承组件(4)包括固定在所述保持架(33)上并与所述保持架(33)密封连接的轴承座(41)和安装在所述轴承座(41)内的轴承(42)，所述轴承(42)与所述主钻(1)配合安装。

5.根据权利要求2所述的行星式钻头，其特征在于，所述保持架(33)包括底板(331)，所述定轴齿轮(31)和行星齿轮(32)均位于所述底板(331)上，所述底板(331)的于相邻两个行星齿轮(32)之间形成径向凹陷部；

优选，所述保持架(33)还包括固定在所述底板(331)上的罩壳(332)，所述定轴齿轮(31)和行星齿轮(32)均安装在由罩壳(332)和底板(331)所形成的空腔内，所述罩壳(332)的横截面外轮廓匹配所述底板(331)的横截面外轮廓；

所述保持架(33)的上端面和/或下端面分别沿轴向面积递减至呈外凸的锥状结构。

6.根据权利要求2所述的行星式钻头，其特征在于，所述行星传动机构(3)还包含：若干固定安装在所述保持架(33)上的次钻轴承组件(7)，每个所述次钻(2)至少通过一个所述次钻轴承组件(7)与保持架(33)转动连接。

7.根据权利要求3所述的行星式钻头，其特征在于，所述搅拌装置还包含：至少一个的密封组件(5)，所述密封组件(5)包括套装在所述主钻(1)上的密封套筒(51)和安装在所述主钻(1)与密封套筒(51)之间至少一个的密封件(52)，所述密封套筒(51)与所述保持架(33)或者主钻轴承组件(4)密封连接。

8.根据权利要求1所述的行星式钻头，其特征在于，所述主钻(1)的外周壁上间隔布置有若干中心搅拌叶片(11)，所述次钻(2)的外周壁上间隔布置有若干周侧搅拌叶片(21)，在转动过程中，所述主钻(1)上的中心搅拌叶片(11)与各个次钻(2)及各个次钻(2)上的周侧搅拌叶片(21)互不干涉，所述次钻(2)上的周侧搅拌叶片(21)与主钻(1)、相邻次钻(2)及相邻次钻(2)上的周侧搅拌叶片(21)互不干涉；

优选地，所述中心搅拌叶片(11)沿转动方向上设置有用于进钻时切向转动方向的下切削刃和/或用于退钻时切向转动方向的上切削刃；所述周侧搅拌叶片(21)沿转动方向上设置有用于进钻时切向转动方向的下切削刃和/或用于退钻时切向转动方向的上切削刃。

9.根据权利要求1所述的行星式钻头，其特征在于，所述主钻(1)的下端和次钻(2)的上端和/或下端分别设置有切削部(6)，所述切削部(6)包含钻尖(61)；

其中，所述主钻(1)下端的切削部(6)还包含：形成在钻尖(61)上的主刀刃(62)，以及至少一个配置于所述主钻(1)外周面上且靠近所述钻尖(61)的螺旋翼(63)；所述螺旋翼(63)在迎向被切削物体的端部形成有连续的切削刃；

优选，所述螺旋翼(63)于靠近钻尖的径向端面上排列有多个铲齿(64)。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的行星式钻头，其特征在于，所述主钻(1)的侧壁上沿轴向间隔安装有若干喷管(12)，并且所述主钻(1)内部沿轴向设置有与所述喷管(11)等数量且对应连通的输送通道(13)，每个所述输送通道(13)能够用以输送不同的介质并均贯通至主钻(1)顶部，每个所述喷管(12)的底部设置有扩口状的喷口(121)；所述喷口(121)的底部无遮挡，且喷口(121)的喷射范围覆盖主钻(1)中心至主钻(1)的钻削区域边缘；

优选，所述喷管(12)的数量为两个，分别分布在主钻(1)的上、下两端部；所述搅拌装置位于两个喷管(12)之间。

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