CN113356780A - 一种钻底结构、旋挖钻斗及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋挖钻孔施工技术领域，具体涉及一种钻底结构、旋挖钻斗及旋挖钻机。钻底结构包括底板、螺旋结构和切削结构，底板上设有缺口；螺旋结构包括螺旋叶片，螺旋叶片的一端连接在底板上，另一端向底板的下方延伸；切削结构连接在螺旋叶片的另一端上，并与缺口配合形成进渣口。本发明提供的钻底结构，切削结构通过螺旋叶片连接在底板下方，切削结构下移，进渣口增大，单位时间内进渣量也随之增加，进渣效率提高。

Description

一种钻底结构、旋挖钻斗及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及旋挖钻孔施工技术领域，具体涉及一种钻底结构、旋挖钻斗及旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻具作为一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等的基础施工工程的成孔作业。

目前，旋挖钻具一般包括轻载高效土层捞砂斗，也叫单底斗齿土层捞砂斗，捞砂斗的钻底结构一般包括底板、齿板、挡渣板、钢板拼接式中心钻和斗齿，挡渣板、齿板和斗齿彼此焊接组成进渣口，进渣口的进渣面积较小，进渣效率低，钻进效率低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的进渣口的进渣面积小、进渣效率低的缺陷，从而提供一种进渣效率提高的钻底结构、旋挖钻斗及旋挖钻机。

为了解决上述问题，本发明提供了一种钻底结构，包括底板、螺旋结构和切削结构，底板上设有缺口；螺旋结构包括螺旋叶片，螺旋叶片的一端连接在底板上，另一端向底板的下方延伸；切削结构连接在螺旋叶片的另一端上，并与缺口配合形成进渣口。

本发明提供的钻底结构，底板包括连接部和连接梁，连接梁包括至少两个沿底板的周向均匀分布的连接端；每个连接端的一侧均凸出设有一个连接部，另一侧均连接一个螺旋叶片，连接部与靠近连接部的连接端之间形成缺口。

本发明提供的钻底结构，螺旋结构还包括导渣板，一端与螺旋叶片的外周连接，另一端延伸至与底板平行的位置处，导渣板为与底板同轴的弧形板。

本发明提供的钻底结构，螺旋结构还包括挡渣板，挡渣板连接在导渣板上远离连接端的一端。

本发明提供的钻底结构，挡渣板的一端与底板平行，另一端延伸至切削结构的侧部。

本发明提供的钻底结构，还包括活动门，活动门的一端与连接部铰接，另一端具有设置在缺口内的关闭位置，及脱出缺口的打开位置。

本发明提供的钻底结构，还包括限位结构，限位结构包括第一限位板和第二限位板；第一限位板一端固定连接在连接部上，另一端延伸至底板的上方，并适于将活动门限位在打开位置；第二限位板与活动门固定连接，包括凸出设置在活动门底部的第一限位凸起及设置在活动门顶部的第二限位凸起，活动门适于通过第一限位凸起限位在关闭位置，第一限位板和第二限位凸起通过第一销轴铰接。

本发明提供的钻底结构，还包括中心钻，中心钻包括钻管，钻管连接在底板的底部的中心位置。

本发明还提供了一种旋挖钻斗，包括钻筒和上述的钻底结构，钻底结构的一端与钻筒铰接，另一端通过锁定结构与钻筒连接。

本发明提供的旋挖钻斗，还包括第一铰接座和第二铰接座，第一铰接座，固定连接在钻底结构的底板上，第一铰接座与底板之间设有第一加强筋；第二铰接座固定连接在钻筒上，第二铰接座与钻筒之间设有第二加强筋；第一铰接座和第二铰接座通过第二销轴铰接。

本发明还提供了一种旋挖钻机，包括上述的旋挖钻斗。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的钻底结构，包括底板、螺旋结构和切削结构，底板上设有缺口；螺旋结构包括螺旋叶片，螺旋叶片的一端连接在底板上，另一端向底板的下方延伸；切削结构连接在螺旋叶片的另一端上，并与缺口配合形成进渣口。

切削结构与缺口配合形成进渣口，在切削结构连接在底板上时进渣口为底板上的缺口，本发明由于螺旋结构的存在，切削结构通过螺旋叶片连接在底板下方，切削结构下移，使得切削结构与缺口之间的距离增大，进渣口从平面结构变为立体结构，进渣口增大，单位时间内进渣量也随之增加，进渣效率提高。

且螺旋结构包括螺旋叶片，切削结构连接在螺旋叶片的另一端，分散了钻进阻力，降低钻底结构的钻进阻力，提高钻底结构的钻进效率，且对地层扰动小。螺旋叶片对切削结构切削的钻渣起到导向作用，进一步提高钻进效率。螺旋叶片对切削结构切削的钻渣起到导向作用，进一步提高钻进效率。

2.本发明提供的钻底结构，螺旋结构还包括导渣板，一端与螺旋叶片的外周连接，另一端延伸至与底板平行的位置处，导渣板为与底板同轴的弧形板。

导渣板与螺旋叶片配合，起到收集钻渣、导向钻渣的作用，还可防止钻渣从螺旋叶片的侧部漏出。

3.本发明提供的钻底结构，螺旋结构还包括挡渣板，挡渣板连接在导渣板上远离连接端的一端。挡渣板与螺旋叶片配合，起到收集钻渣、导向钻渣的作用，还可防止钻渣从螺旋叶片的侧部漏出。挡渣板的一端与底板平行，另一端延伸至切削结构的侧部，防止钻渣通过切削结构的侧部漏出。

4.本发明提供的钻底结构，还包括活动门，活动门的一端与连接部铰接，另一端具有设置在缺口内的关闭位置，及脱出缺口的打开位置。活动门处于打开位置时，增大了进渣口，提高了单位时间内的进渣量，进一步提高钻进效率。活动门处于关闭位置时，减小进渣口，防止钻渣漏出。

5.本发明提供的旋挖钻斗，包括钻筒和上述的钻底结构，钻底结构的一端与钻筒铰接，另一端通过锁定结构与钻筒连接。空斗下钻时，钻底结构通过锁定结构与钻筒连接并锁定，旋挖钻斗被加压并逆时针或顺时针旋转，切削结构切削地层，活动门在钻渣的推动下打开，钻渣进入钻筒内，钻渣接近设置在钻筒另一端的钻顶结构后，旋挖钻斗被提起，移动至指定位置后，锁定结构解锁，钻底结构打开，钻渣被倒出。

6.本发明提供的旋挖钻斗，还包括第一铰接座和第二铰接座，第一铰接座，固定连接在钻底结构的底板上，第一铰接座与底板之间设有第一加强筋；第二铰接座固定连接在钻筒上，第二铰接座与钻筒之间设有第二加强筋；第一铰接座和第二铰接座通过第二销轴铰接。第一加强筋提高了第一铰接座的强度，第二加强筋提高了第二铰接座的强度，防止钻进硬地层时第一铰链座和第二铰接座的铰接失效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的旋挖钻斗的示意图；

图2示出了本发明的图1的仰视图；

图3示出了本发明的旋挖钻斗的示意图；

图4示出了本发明的图3的A部放大图；

图5示出了本发明的图3的仰视图。

附图标记说明：

1、钻底结构；11、底板；111、连接部；112、连接梁；12、螺旋结构；121、螺旋叶片；122、导渣板；123、挡渣板；13、切削结构；131、齿板；132、斗齿；133、中心钻；14、活动门；15、限位结构；151、第一限位板；152、第二限位板；2、钻筒；3、第一铰接座；4、第一加强筋；5、钻顶结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图5所示，本实施例提供一种钻底结构1，包括底板11、螺旋结构12和切削结构13，底板11上设有缺口；螺旋结构12包括螺旋叶片121，螺旋叶片121的一端连接在底板11上，另一端向底板11的下方延伸；切削结构13连接在螺旋叶片121的另一端上，并与缺口配合形成进渣口。钻底结构1通常用于旋挖钻具上，与带钻处接触并旋转钻进。钻底结构1一般设置在旋挖钻具的底部，钻挖钻具一般包括钻筒2，设置在钻筒2底部的钻底结构1及设置在钻筒2顶部的钻顶结构5。

切削结构13与缺口配合形成进渣口，在切削结构13连接在底板11上时进渣口为底板11上的缺口，本发明由于螺旋结构12的存在，切削结构13通过螺旋叶片121连接在底板11下方，切削结构13下移，使得切削结构13与缺口之间的距离增大，进渣口从平面结构变为立体结构，进渣口增大，单位时间内进渣量也随之增加，进渣效率提高。

且螺旋结构12包括螺旋叶片121，切削结构13连接在螺旋叶片121的另一端，分散了钻进阻力，降低钻底结构1的钻进阻力，提高钻底结构1的钻进效率，且对地层扰动小。螺旋叶片121对切削结构13切削的钻渣起到导向作用，进一步提高钻进效率。螺旋叶片121对切削结构13切削的钻渣起到导向作用，进一步提高钻进效率。

具体地实施方式中，切削结构13包括齿板131和斗齿132；齿板131的一端与螺旋叶片121上向底板11的下方延伸的一端连接，齿板131的另一端连接多个斗齿132，多个斗齿132排成一排，每个斗齿132都具有独立的切削轨迹，一个齿板131上连接的一排斗齿132朝向同一个方向延伸。斗齿132的切削轨迹与螺旋叶片121的延伸方向相匹配，实现对钻渣的导向作用。优选地的实施方式中，螺旋叶片121的一端焊接在底板11上，齿板131和螺旋叶片121的另一端焊接，斗齿132和齿板131焊接。更优选地实施方式中，现有技术中的斗齿132多由18ST-3号钢制成，本实施例中的斗齿132由18T号钢制成，强度更高，寿命更长。且通过螺旋结构12对钻底结构1的调整，钻底结构1具备对硬地层的钻进能力，应用范围更广泛。硬地层如泥岩等含砂较高的土层。

本实施例提供的钻底结构1，底板11包括连接部111和连接梁112，连接梁112包括两个沿底板11的周向均匀分布的连接端；每个连接端的一侧均凸出设有一个连接部111，另一侧均连接一个螺旋叶片121，连接部111与靠近连接部111的连接端之间形成缺口。切削结构13与螺旋叶片121、缺口共同形成进渣口，进渣口是在钻底结构1旋转钻进时，钻渣通过的位置。连接端设置在连接梁112的两端。缺口设置在与一端的连接端连接的连接部111和与另一端的连接端之间。优选地实施方式中，连接部111一体成型在连接梁112上；螺旋叶片121焊接在连接梁112上。

具体地实施方式中，每一个螺旋叶片121上均通过齿板131设置一排斗齿132，每个斗齿132由独立的切削轨迹，两排斗齿132的切削轨迹互补。

作为可变换的实施方式，也可以为，连接梁112包括三个或四个或更多个沿底板11的周向均匀分布的连接端；每个连接端的一侧均凸出设有一个连接部111，另一侧均连接一个螺旋叶片121，连接部111与靠近连接部111的连接端之间形成缺口。

本实施例提供的钻底结构1，螺旋结构12还包括导渣板122，一端与螺旋叶片121的外周连接，另一端延伸至与底板11平行的位置处，导渣板122为与底板11同轴的弧形板。具体的实施方式中，导渣板122与螺旋叶片121的外周焊接成型。

导渣板122与螺旋叶片121配合，起到收集钻渣、导向钻渣的作用，还可防止钻渣从螺旋叶片121的侧部漏出。

本实施例提供的钻底结构1，螺旋结构12还包括挡渣板123，挡渣板123连接在导渣板122上远离连接端的一端。挡渣板123与螺旋叶片121配合，起到收集钻渣、导向钻渣的作用，还可防止钻渣从螺旋叶片121的侧部漏出。

本实施例提供的钻底结构1，挡渣板123的一端与底板11平行，另一端延伸至切削结构13的侧部，防止钻渣通过切削结构13的侧部漏出。具体的实施方式中，挡渣板123与导渣板122焊接成型。

优选地实施方式中，挡渣板123延伸至斗齿132的侧部，挡渣板123起到的效果更好。

本实施例提供的钻底结构1，还包括活动门14，活动门14的一端与连接部111铰接，另一端具有设置在缺口内的关闭位置，及脱出缺口的打开位置。活动门14处于打开位置时，增大了进渣口，提高了单位时间内的进渣量，进一步提高钻进效率。活动门14处于关闭位置时，减小进渣口，防止钻渣漏出。

本实施例提供的钻底结构1，还包括限位结构15，限位结构15包括第一限位板151和第二限位板152，第一限位板151一端固定连接在连接部111上，另一端延伸至底板11的上方，并适于将活动门14限位在打开位置；第二限位板152，与活动门14固定连接，包括凸出设置在活动门14底部的第一限位凸起及设置在活动门14顶部的第二限位凸起，活动门14适于通过第一限位凸起限位在关闭位置，第一限位板151和第二限位凸起通过第一销轴铰接。

限位结构15具有至少两组，每组限位结构15包括至少一个第一限位板151和至少一个第二限位板152，两组限位板之间具有间隔，且两组限位结构15通过同一个第一销轴铰接，铰接的效果好，铰接后的活动板不会发生左右晃动或歪斜。且至少两组限位结构15使活动门14的受力更均匀，防止活动门14变形。

本实施例的钻底结构还包括中心钻133，中心钻133包括钻管，钻管连接在底板11的底部的中心位置。钻管的壁厚h满足，16mm≤h≤20mm。钻管的壁厚较厚，强度更高。中心钻133还包括钻头，钻管的一端连接在底板11的底部的中心位置，另一端向底板11的下方延伸、并与钻头连接。

本实施例的一种实施方式中，钻管的壁厚h为16mm。

本实施例的另一种实施方式中，钻管的壁厚为20mm。

如图1至图5所示，本实施例还提供一种旋挖钻斗，作为一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等的基础施工工程的成孔作业。旋挖钻斗包括钻筒2和上述的钻底结构1，钻底结构1的一端与钻筒2铰接，另一端通过锁定结构与钻筒2连接。

旋挖钻斗的运行过程包括：空斗下钻，钻底结构1通过锁定结构与钻筒2连接并锁定；旋挖钻斗被加压并逆时针或顺时针旋转，切削结构13切削地层，活动门14在钻渣的推动下打开，钻渣进入钻筒2内；钻渣接近设置在钻筒2另一端的钻顶结构5后，旋挖钻斗被提起；移动至指定位置后，锁定结构解锁，钻底结构1打开，钻渣被倒出。

锁定结构包括设置在钻底结构1的另一端上的锁定卡扣、设置在钻筒2上的锁定卡块、与锁定卡块连接，控制锁定卡块与锁定卡扣的锁定和解锁的传动杆，与传动杆远离锁定卡块的另一端连接的动力结构。锁定结构还包括设置在钻底结构1的顶部的边缘的限位凸块，以及设置在钻筒2底部的限位凹槽，限位凸块与限位凹槽配合，限位钻底结构1与钻筒2的锁定连接。

本发明提供的旋挖钻斗，还包括第一铰接座3和第二铰接座，第一铰接座3，固定连接在钻底结构1的底板11上，第一铰接座3与底板11之间设有第一加强筋4；第二铰接座固定连接在钻筒2上，第二铰接座与钻筒2之间设有第二加强筋；第一铰接座3和第二铰接座通过第二销轴铰接。第一加强筋4提高了第一铰接座3的强度，第二加强筋提高了第二铰接座的强度，防止钻进硬地层时第一铰链座和第二铰接座的铰接失效。优选地实施方式中，第一铰接座3焊接在钻底结构1的底板11上；第二铰接座焊接在钻筒2上。或者，第一铰接座3通过螺栓、螺钉等紧固件可拆卸地固定连接在钻底结构1的底板11上，第二铰接座通过螺栓、螺钉等紧固件可拆卸地固定连接在钻筒2上。

具体地实施方式中，第二铰接座包括间隔设置的第一铰接部和第二铰接部，第一铰接座3设置在第一铰接部和第二铰接部之间，第二销轴穿过第一铰接部、第一铰接座3和第二铰接部上的铰接孔将第一铰接座3和第二铰接座铰接。

具体地实施方式中，第一加强筋4为一端与第一铰接座3连接，相邻的一端与底板11连接的加强板。第二加强筋为一端与第二铰接座连接，相邻的一端与钻筒2连接的加强版。

本实施例提供的旋挖钻斗，还包括钻顶结构5，连接在钻筒2的顶部，钻顶结构5适于与驱动结构连接。

本实施例还提供一种旋挖钻机，包括上述的旋挖钻斗。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种钻底结构，其特征在于，包括：

底板(11)，设有缺口；

螺旋结构(12)，包括螺旋叶片(121)，所述螺旋叶片(121)的一端连接在所述底板(11)上，另一端向所述底板(11)的下方延伸；

切削结构(13)，连接在所述螺旋叶片(121)的另一端上，并与所述缺口配合形成进渣口。

2.根据权利要求1所述的钻底结构，其特征在于，所述底板(11)包括：

连接部(111)；

连接梁(112)，包括至少两个沿所述底板(11)的周向均匀分布的连接端；每个所述连接端的一侧均凸出设有一个所述连接部(111)，另一侧均连接一个所述螺旋叶片(121)，所述连接部(111)与靠近所述连接部(111)的连接端之间形成所述缺口。

3.根据权利要求2所述的钻底结构，其特征在于，所述螺旋结构(12)还包括导渣板(122)，一端与所述螺旋叶片(121)的外周连接，另一端延伸至与所述底板(11)平行的位置处，所述导渣板(122)为与所述底板(11)同轴的弧形板。

4.根据权利要求3所述的钻底结构，其特征在于，所述螺旋结构(12)还包括挡渣板(123)，所述挡渣板(123)连接在所述导渣板(122)上远离所述连接端的一端；

所述挡渣板(123)的一端与所述底板(11)平行，另一端延伸至所述切削结构(13)的侧部。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的钻底结构，其特征在于，还包括活动门(14)，所述活动门(14)的一端与所述连接部(111)铰接，另一端具有设置在所述缺口内的关闭位置，及脱出所述缺口的打开位置。

6.根据权利要求5所述的钻底结构，其特征在于，还包括限位结构(15)，所述限位结构(15)包括：

第一限位板(151)，一端固定连接在所述连接部(111)上，另一端延伸至所述底板(11)的上方，并适于将所述活动门(14)限位在所述打开位置；

第二限位板(152)，与所述活动门(14)固定连接，包括凸出设置在所述活动门(14)底部的第一限位凸起及设置在所述活动门(14)顶部的第二限位凸起，所述活动门(14)适于通过所述第一限位凸起限位在所述关闭位置，所述第一限位板(151)和所述第二限位凸起通过第一销轴铰接。

7.根据权利要求1-4、6中任一项所述的钻底结构，其特征在于，还包括中心钻(133)，所述中心钻(133)包括钻管，所述钻管连接在所述底板(11)的底部的中心位置。

8.一种旋挖钻斗，其特征在于，包括：

钻筒(2)；

如权利要求1-7中任一项所述的钻底结构(1)，所述钻底结构(1)的一端与所述钻筒(2)铰接，另一端通过锁定结构与所述钻筒(2)连接。

9.根据权利要求8所述的旋挖钻斗，其特征在于，还包括：

第一铰接座(3)，固定连接在所述钻底结构(1)的底板(11)上，所述第一铰接座(3)与所述底板(11)之间设有第一加强筋(4)；

第二铰接座，固定连接在所述钻筒(2)上，所述第二铰接座与所述钻筒(2)之间设有第二加强筋；

所述第一铰接座(3)和所述第二铰接座通过第二销轴铰接。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，包括权利要求8-9中任一项所述的旋挖钻斗。

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