CN115095281B - 一种基于旋挖机的钻孔结构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于旋挖机的钻孔结构,包括钻孔组件、套筒、辅助组件和第一传感器,钻孔组件包括中心钻杆和钻头;套筒一端为开口,所述钻孔组件安装在套筒内,所述套筒底端安装有连接块,连接块由限位部和连接部组成;辅助组件安装在中心钻杆内,所述辅助组件包括辅助钻头;第一传感器安装在钻孔组件上,用于检测钻孔组件的转速;第二传感器安装在钻孔组件上,用于检测钻孔组件下降的速度;辅助筒体上设有限位卡槽和连接槽。
Description
技术领域
本发明属于钻孔技术领域,具体涉及一种基于旋挖机的钻孔结构。
背景技术
旋挖机是一种综合性的钻机,它可以用多种底层,具有成孔速度快,污染少,机动性强等特点,短螺旋钻头进行干挖作业,也可以用回转钻头在泥浆护壁的情况下进行湿挖作业,旋挖机可以配合冲锤钻碎坚硬地层后进行挖孔作业,如果配合扩大头钻具,可在孔底进行扩孔作业,旋挖机采用多层伸缩式钻杆,钻进辅助时间少,劳动强度低,不需要泥浆循环排渣,节约成本,特别适合于城市建设的基础施工,现有的旋挖机在其钻杆内部安装有注料管,钻孔完成后即可进入浆料的注入,然而钻头的硬度无法得到保证,若遇到土块较硬的情况时,钻头容易折断在孔内,影响注料的质量。
发明内容
本发明的目的是,为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种基于旋挖机的钻孔结构。
本发明提供了如下的技术方案:
一种基于旋挖机的钻孔结构,包括:
钻孔组件,其包括中心钻杆和钻头;
套筒,其一端为开口,所述钻孔组件安装在套筒内,所述套筒底端安装有连接块,连接块由限位部和连接部组成;
辅助组件,其安装在中心钻杆内,所述辅助组件包括辅助钻头;
第一传感器,其安装在钻孔组件上,用于检测钻孔组件的转速;
第二传感器,其安装在钻孔组件上,用于检测钻孔组件下降的速度;
辅助筒体,其上设有限位卡槽和连接槽。
进一步地,所述中心钻杆上设有驱动腔和辅助腔体,所述辅助组件位于辅助腔体内,所述辅助腔体内安装有伸缩气缸,所述伸缩气缸底端安装有升降板,升降板底端安装有动力件,所述动力件底端安装有钻头安装板,辅助钻头均匀布设在所述钻头安装板底端,通过动力件驱动各辅助钻头旋转。
进一步地,所述钻头安装板内设有空腔,动力件底端穿过钻头安装板顶端并延伸至空腔内,且动力件上连接有大齿轮,所述辅助钻头顶端穿过钻头安装板延伸至空腔内,辅助钻头、动力件和钻头安装板转动连接,所述辅助钻头上连接有小齿轮,所述大齿轮和小齿轮啮合。
进一步地,所述钻头安装板顶端对称安装有连接弹簧,辅助腔体内安装对称安装有导向杆,所述导向杆穿过升降板并延伸至升降板下方,伸缩气缸驱动升降板沿着导向杆升降,连接弹簧另一端安装在导向杆底端,通过连接弹簧避免钻头安装板向辅助腔体内运动时碰撞导向杆底端。
进一步地,所述中心钻杆底端对称设有多个辅助孔,所述辅助孔和辅助腔体连通,所述辅助孔的位置与辅助钻头位置对应,以便辅助钻头穿过辅助孔。
进一步地,所述辅助孔内设有阻挡部件,所述阻挡部件包括挡片,所述辅助孔内设有圆形槽,圆形槽内均匀布设有圆形轴,挡片铰接在圆形轴上,所述均匀布设的挡片末端围成一个孔,便于辅助钻头穿过,且孔的直径小于辅助钻头的直径。
进一步地,所述挡片底端与中间钻孔底端之间安装有回位弹簧,辅助钻头穿过辅助孔时,回位弹簧压缩,挡片向下翻转,辅助钻头回到辅助腔体内时,依靠回位弹簧的弹力,挡片回到原位。
进一步地,所述套筒上安装有驱动杆组件,驱动杆组件与钻孔组件连接,驱动杆组件底端穿过套筒和中心钻杆顶端并延伸至驱动腔内,所述第一传感器安装在驱动腔内,所述第二传感器安装在辅助腔体内,所述驱动杆组件和钻孔组件内设有注料管。
进一步地,所述驱动杆组件上安装有连接环,连接环与套筒顶端设有多根加强杆,所述中心钻杆上设有保护槽,所述保护槽内安装有升降气缸,升降气缸顶端穿过套筒与连接环底端连接。
基于上述旋挖机的钻孔结构,本发明还提出了一种基于旋挖机的钻孔结构的使用方法,包括以下步骤:
步骤一:通过旋挖机上的动力部件使驱动杆组件向下运动,第二传感器测钻孔组件下降的速度;
步骤二:钻孔组件下降速度为零时,升降气缸将套筒相对于钻孔组件向上移动,驱动杆组件驱动钻孔组件旋转;
步骤三:第一传感器测钻孔组件的转速,配合第二传感器测得中心钻杆下降的速度,中心钻杆下降速度再次变慢时,驱动杆组件驱动中心钻杆旋转速度降低;
步骤四:伸缩气缸将升降板下推,使辅助钻头穿出辅助孔,此时回位弹簧处于收缩状态;
步骤五:动力件驱动大齿轮旋转,与大齿轮啮合的小齿轮旋转,此时通过辅助钻头旋转,起到疏通作用;
步骤六:第二传感器测得中心钻杆下降速度增大时,辅助钻头回到原位,驱动杆组件继续驱动钻孔组件工作。
本发明的有益效果是:
1.中心钻杆对安装有辅助组件,遇到较硬的土块等,通过辅助组件对其进行疏通后再使用中心钻杆进行钻孔,避免中心钻杆折断在孔内。
2.辅助组件内包括多个辅助钻头,且辅助钻头通过大齿轮带动小齿轮工作,确保小齿轮的转速得到保证。
3.为了避免中心钻杆下移时,凸块从辅助孔进入辅助腔体内,设有挡片,确保辅助钻头顺利穿出辅助孔。
4.安装有第一传感器和第二传感器,以便工作中钻孔组件和辅助组件自动切换,提高效率的同时延长了钻头的使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的主视结构示意图;
图2是本发明的钻孔组件剖视图;
图3是本发明的辅助腔体结构示意图;
图4是本发明的辅助孔俯视图;
图5是本发明的驱动杆组件主视结构示意图;
图6是本发明的钻头安装板结构示意图;
图7是本发明的辅助筒体俯视结构示意图;
图8是本发明的连接块俯视结构示意图。
图中标记为:10、套筒;
101、连接块;1010、连接部;1011、限位部;102、加强杆;103、连接环;
20、钻孔组件;
201、中心钻杆;202、钻头、;203、驱动腔;204、辅助孔;205、辅助腔体;206、圆形轴;207、挡片;208、圆形槽;209、回位弹簧;210、升降气缸;211、保护槽;
30、驱动杆组件;
40、辅助组件;
401、导向杆;402、升降板;403、钻头安装板;404、伸缩气缸;405、动力件;406、辅助钻头;407、大齿轮;408、小齿轮;409、空腔;
50、第一传感器;
60、辅助筒体;
601、限位卡槽;602、连接槽;
70、第二传感器;
80、注料管。
具体实施方式
实施例一
如图1-图3和图6所示,一种基于旋挖机的钻孔结构,套筒10一端为开口,钻孔组件20安装在套筒10内,钻孔组件20包括中心钻杆201和钻头202,中心钻杆201上设有驱动腔203和辅助腔体205,中心钻杆201内驱动腔203和辅助腔体205之间为实心,以便确保中心钻杆201的硬度。
套筒10上安装有驱动杆组件30,驱动杆组件30与钻孔组件20连接,驱动杆组件30底端穿过套筒10和中心钻杆201顶端并延伸至驱动腔203内,通过驱动杆组件30使中心钻杆201旋转,驱动杆组件30和钻孔组件20固定连接,套筒10和驱动杆组件30活动连接。
优选地,为了便于注浆操作,驱动杆组件30和钻孔组件20内设有注料管80,便于在钻孔后及时向孔内注浆。
在钻孔过程中,若遇到地质较硬的情况时,强行使钻孔组件20继续下行钻孔时,钻头易断在孔内,影响钻孔正常进行,因此在中心钻杆201内安装有辅助组件40,以便进行疏通。
辅助组件40位于辅助腔体205内,辅助组件40包括辅助钻头406,辅助腔体205内安装有伸缩气缸404,伸缩气缸404底端安装有升降板402,伸缩气缸404推动升降板402实现其上升、下降运动,升降板402底端安装有动力件405,动力件405底端安装有钻头安装板403,辅助钻头406均匀布设在钻头安装板403底端,通过动力件405驱动各辅助钻头406旋转。
中心钻杆201底端对称设有多个辅助孔204,辅助孔204和辅助腔体205连通,辅助孔204的位置与辅助钻头406位置对应,以便辅助钻头406穿过辅助孔204。
由于辅助钻头406直径远小于中心钻杆201的直径,因此,通过大齿轮407带动小齿轮408旋转,此时辅助钻头406转速提高,使用多个辅助钻头406达到使泥土松软的目的。
钻头安装板403内设有空腔409,动力件405底端穿过钻头安装板403顶端并延伸至空腔409内,且动力件405上连接有大齿轮407,辅助钻头406顶端穿过钻头安装板403延伸至空腔409内,辅助钻头406、动力件405和钻头安装板403转动连接,辅助钻头406上连接有小齿轮408,大齿轮407和小齿轮408啮合。
钻头安装板403顶端对称安装有连接弹簧,辅助腔体205内安装对称安装有导向杆401,导向杆401穿过升降板402并延伸至升降板402下方,伸缩气缸404驱动升降板402沿着导向杆401升降,保证辅助钻头406移动位置的准确,连接弹簧另一端安装在导向杆401底端,通过连接弹簧避免钻头安装板403向辅助腔体205内运动时碰撞导向杆401底端。
基于上述实施例的旋挖机的钻孔结构,本发明还提出了一种基于旋挖机的钻孔结构的使用方法,包括以下步骤:
通过旋挖机上的动力部件使驱动杆组件30向下运动,当中心钻杆201接触地面时驱动杆组件30驱动钻孔组件20旋转;
当遇到泥土较硬,钻孔组件20难以继续下行钻孔时,辅助组件40下推升降板402,因此钻头安装板403随升降板402下行,以便辅助钻头406穿过辅助孔204;
动力件405驱动大齿轮407旋转,与大齿轮407啮合的小齿轮408旋转,此时通过辅助钻头406旋转,起到疏通作用。
实施例二
在上述实施例一的基础上,为了可以自动调整辅助组件40和钻孔组件20的钻孔动作,参阅图1-图3,第一传感器50安装在钻孔组件20上,第一传感器50安装在驱动腔203内,用于检测钻孔组件20的转速;第二传感器70安装在钻孔组件20上,第二传感器安装在辅助腔体205内,用于检测钻孔组件20下降的速度。
常规情况下,第一传感器50测得中心钻杆20的转速一定且第二传感器70测得的中心转杆20的下移速度一定,若第一传感器50测得中心钻杆20的转速一定,而第二传感器70测得的中心转杆20的下移速度变慢,则遇到较硬泥土,此时需要依靠辅助组件40工作,避免中心钻杆201在钻孔时折断,若第一传感器50测得中心钻杆20的转速一定,而第二传感器70测得的中心转杆20的下移速度由慢变快时,此时辅助组件40停止工作,继续使用中心钻杆201进行钻孔。
参阅图5-图7,驱动杆组件30上安装有连接环103,连接环103与套筒10顶端设有多根加强杆102,中心钻杆201上设有保护槽211,保护槽211内安装有升降气缸210,升降气缸210顶端穿过套筒10与连接环103底端连接,中心钻杆201初始钻孔时,套筒10与中心钻杆201底端留有一定距离,以便保护套筒10底端。
套筒10底端安装有连接块101,连接块101由限位部1011和连接部1010组成;辅助筒体60上设有限位卡槽601和连接槽602,钻孔完成后,需要将辅助筒体60放入孔内时,直接通过套筒10与辅助套筒60卡接,连接块101的尺寸小于连接槽602的尺寸,限位卡槽601的高度大于连接槽602的高度,限位部1011的高度高于连接部1010的高度,以便套筒10和辅助筒体60顺利卡接,正向旋转时限位部1011一端与限位卡槽601一端接触,反向旋转是限位部1011另一端与限位卡槽601另一端接触。
本实施例其余部件及结构与实施例一相同。
实施例三
在上述实施例二的基础上,为了避免中心钻杆201初步下行钻孔时,泥土将辅助孔204堵塞,影响辅助钻头406正常工作,辅助孔204内设有阻挡部件,本实施例其余部件及结构与实施例二相同,如图1-图8所示,阻挡部件包括挡片207,辅助孔204内设有圆形槽208,圆形槽208内均匀布设有圆形轴206,挡片207铰接在圆形轴206上,均匀布设的挡片207末端围成一个孔,便于辅助钻头406穿过,且孔的直径小于辅助钻头406的直径,辅助组件40位于辅助腔体205内时,辅助钻头406底端与挡片207围成的孔齐平,进一步阻挡泥土进入。
挡片207底端与中间钻孔201底端之间安装有回位弹簧209,辅助钻头406穿过辅助孔204时,回位弹簧209压缩,挡片207向下翻转,辅助钻头406回到辅助腔体205内时,依靠回位弹簧209的弹力,挡片207回到原位,实际使用中,辅助钻头406顶部为光滑面,辅助钻头406进行工作时,挡片207与光滑面接触,避免挡片207影响辅助钻头406旋转。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于旋挖机的钻孔结构,其特征在于,包括:
钻孔组件,其包括中心钻杆和钻头;
套筒,其一端为开口,所述钻孔组件安装在套筒内,所述套筒底端安装有连接块,连接块由限位部和连接部组成;
辅助组件,其安装在中心钻杆内,所述辅助组件包括辅助钻头;
第一传感器,其安装在钻孔组件上,用于检测钻孔组件的转速;
第二传感器,其安装在钻孔组件上,用于检测钻孔组件下降的速度;
辅助筒体,其上设有限位卡槽和连接槽;
所述中心钻杆上设有驱动腔和辅助腔体,所述辅助组件位于辅助腔体内,所述辅助腔体内安装有伸缩气缸,所述伸缩气缸底端安装有升降板,升降板底端安装有动力件,所述动力件底端安装有钻头安装板,辅助钻头均匀布设在所述钻头安装板底端,通过动力件驱动各辅助钻头旋转;
所述钻头安装板内设有空腔,动力件底端穿过钻头安装板顶端并延伸至空腔内,且动力件上连接有大齿轮,所述辅助钻头顶端穿过钻头安装板延伸至空腔内,辅助钻头、动力件和钻头安装板转动连接,所述辅助钻头上连接有小齿轮,所述大齿轮和小齿轮啮合;
所述钻头安装板顶端对称安装有连接弹簧,辅助腔体内安装对称安装有导向杆,所述导向杆穿过升降板并延伸至升降板下方,伸缩气缸驱动升降板沿着导向杆升降,连接弹簧另一端安装在导向杆底端,通过连接弹簧避免钻头安装板向辅助腔体内运动时碰撞导向杆底端;
所述套筒上安装有驱动杆组件,驱动杆组件与钻孔组件连接,驱动杆组件底端穿过套筒和中心钻杆顶端并延伸至驱动腔内,所述第一传感器安装在驱动腔内,所述第二传感器安装在辅助腔体内,所述驱动杆组件和钻孔组件内设有注料管;
所述驱动杆组件上安装有连接环,连接环与套筒顶端设有多根加强杆,所述中心钻杆上设有保护槽,所述保护槽内安装有升降气缸,升降气缸顶端穿过套筒与连接环底端连接。
2.根据权利要求1所述的基于旋挖机的钻孔结构,其特征在于,所述中心钻杆底端对称设有多个辅助孔,所述辅助孔和辅助腔体连通,所述辅助孔的位置与辅助钻头位置对应,以便辅助钻头穿过辅助孔。
3.根据权利要求2所述的基于旋挖机的钻孔结构,其特征在于,所述辅助孔内设有阻挡部件,所述阻挡部件包括挡片,所述辅助孔内设有圆形槽,圆形槽内均匀布设有圆形轴,挡片铰接在圆形轴上,所述均匀布设的挡片末端围成一个孔,便于辅助钻头穿过,且孔的直径小于辅助钻头的直径。
4.根据权利要求3所述的基于旋挖机的钻孔结构,其特征在于,所述挡片底端与中间钻孔底端之间安装有回位弹簧,辅助钻头穿过辅助孔时,回位弹簧压缩,挡片向下翻转,辅助钻头回到辅助腔体内时,依靠回位弹簧的弹力,挡片回到原位。
5.一种使用如权利要求1-4中任意一项所述基于旋挖机的钻孔结构的使用方法,包括以下步骤:
S1、通过旋挖机上的动力部件使驱动杆组件向下运动,第二传感器测钻孔组件下降的速度;
S2、钻孔组件下降速度为零时,升降气缸将套筒相对于钻孔组件向上移动,驱动杆组件驱动钻孔组件旋转;
S3、第一传感器测钻孔组件的转速,配合第二传感器测得中心钻杆下降的速度,中心钻杆下降速度再次变慢时,驱动杆组件驱动中心钻杆旋转速度降低;
S4、伸缩气缸将升降板下推,使辅助钻头穿出辅助孔,此时回位弹簧处于收缩状态;
S5、动力件驱动大齿轮旋转,与大齿轮啮合的小齿轮旋转,此时通过辅助钻头旋转,起到疏通作用;
S6、第二传感器测得中心钻杆下降速度增大时,辅助钻头回到原位,驱动杆组件继续驱动钻孔组件工作。
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