CN115839218A - 一种公路施工旋挖钻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土层钻进领域，具体涉及一种公路施工旋挖钻装置。其包括钻杆和安装在钻杆下方的钻具，钻具包括筒体、切削板和钻尖，筒体具有容纳腔，切削板设置于筒体下端且与筒体铰接；钻尖滑动插装于切削板的中心，钻尖上端设置有挡板，挡板用于封堵切削板上的开口，钻尖上套设有弹簧。本发明在旋进过程中钻尖受到桩底的挤压带动挡板向上移动，挡板与切削板在上下方向产生缝隙形成入渣口，旋切产生的渣土从挡板与切削板之间的缝隙进入筒体，由于入渣口的开口方向朝向侧面，渣土进入筒体之后不易掉出，提钻时，钻尖不受压力，入渣口闭合，防止渣土掉出，改善了旋进以及提钻的过程中筒体内渣土掉落的现象，提高了成桩质量。
Description
技术领域
本发明涉及土层钻进领域，具体涉及一种公路施工旋挖钻装置。
背景技术
土建施工过程中，常用旋挖钻机对地基进行钻孔打桩作业，旋挖钻头是旋挖钻机最重要的组成部分之一，旋挖钻头旋切土层并将产生的渣土带出井筒，现有的旋挖钻头在收集渣土时是将渣土通过切削板的开口挤入筒体内，筒体装满后退出钻头将渣土倒出，反复多次后成孔，但是切削板的开口在工作时一般是常开状态，在旋进、提钻的过程中筒体内的渣土时有掉落，导致桩底残留较多的沉渣，不易于清理，影响后续注入混凝土的成桩质量。申请公布号为CN 114856451 A的中国专利文献就公开了一种旋挖钻头，该旋挖钻头的切削板开口在提钻时能够关闭，虽然改善了提钻时渣土掉落的现象，但是旋进过程中渣土脱出的趋势并无改善，整体对桩井质量的提升仍然十分有限。进一步的，现有的旋挖钻头无法根据土层的情况调节削切力度，旋切效果差，旋切效率低。
发明内容
根据现有技术的不足之处，本发明的其中一个目的在于提出一种公路施工旋挖钻装置，其能够有效减少桩底的沉渣。
本发明的另一个目的在于根据土层的情况调节削切力度，提高钻孔的效率和效果。
本发明的一种公路施工旋挖钻装置采用如下技术方案：包括钻杆以及安装在钻杆下方的钻具，钻杆带动钻具转动以及上下移动进行钻孔；
钻具包括筒体、切削板和钻尖，筒体与钻杆连接，筒体内部具有容纳腔，切削板设置于筒体下端且一侧与筒体铰接，切削板转动能够打开容纳腔，切削板上设置有开口，开口连通容纳腔；钻尖插装于切削板的中心且能够上下滑动，钻尖上端设置有挡板，挡板位于切削板上方，挡板用于封堵切削板上的开口，钻尖上套设有弹簧，弹簧位于切削板和钻尖之间；初始钻尖下端伸出切削板且挡板与切削板贴合，钻孔时钻尖在土层的压力作用下向上移动进而带动挡板向上移动，挡板与切削板在上下方向产生缝隙，旋切产生的渣土从挡板与切削板之间的缝隙进入筒体的容纳腔。
可选地，切削板上设置有切削件，切削件包括转轴以及设置于转轴上的切削头，转轴转动设置于切削板，转轴与钻尖通过传动组件传动连接，传动组件用于将钻尖的移动转化为转轴的转动，且在钻尖向上移动时转轴的转动方向使得切削头与切削板之间的角度增大。
可选地，传动组件包括设置于转轴一端的齿轮以及设置于钻尖上的齿条，齿轮与齿条啮合。
可选地，切削板上设置有铰接座，转轴转动设置于铰接座，转轴远离齿轮的一端设置有螺母，螺母阻碍转轴轴向窜动。
可选地，切削板的开口有多个，挡板包括遮挡部，遮挡部与切削板的开口一一对应且形状匹配。
可选地，切削板的开口以及遮挡部均为扇形，切削板的开口以及遮挡部均设置有两个。
可选地，筒体和钻杆插装后通过连接销连接。
可选地，筒体上端设置有安装口，筒体的侧壁设置有贯穿安装口的销孔，钻杆的下端插装于安装口，连接销包括销体和限位环，销体插装于销孔进而将筒体和钻杆连接，限位环插装于销体的一端阻碍销体掉落。
可选地，筒体的周壁上设置有若干孔洞。
可选地，还包括桅杆和动力头，桅杆与载具连接，动力头滑动设置于桅杆且与钻杆连接，动力头用于驱动钻杆转动，钻杆通过钢丝绳与载具上的卷扬机连接。
本发明的有益效果是：本发明的一种公路施工旋挖钻装置在旋进过程中钻尖受到桩底的挤压带动挡板向上移动，挡板与切削板在上下方向产生缝隙形成入渣口，旋切产生的渣土从挡板与切削板之间的缝隙进入筒体，由于入渣口的开口方向朝向侧面，渣土进入筒体之后不易掉出，同时土层越硬，钻尖移动距离越大，入渣口越大，方便渣土及进入，反之土层越软，钻尖移动距离越小，入渣口越小，渣土受到的挤压越大，避免松软的渣土进入筒体后掉出，提钻时，钻尖不受压力，入渣口闭合，防止渣土掉出，极大的改善了旋进以及提钻的过程中筒体内渣土掉落的现象，提高了打孔效率和成桩的质量。
进一步的，钻尖移动时通过传动组件带动切削件的转轴转动，且在钻尖向上移动时转轴的转动方向使得切削头与切削板之间的角度增大，也就是待钻取位置的土层越硬，钻尖受到的挤压力越大，钻尖向上移动的越多，切削头与切削板之间的角度越大，切削头越趋于直立，切削头的切削能力越强，以此通过钻尖感应土层情况，并根据土层情况调整切削力，改善切削效果，提高切削效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
图1为本发明一种公路施工旋挖钻装置的整体结构示意图；
图2为本发明中钻具的结构示意图；
图3为本发明中钻具的正视图；
图4为图3中A-A剖视图；
图5为图3中B-B剖视图；
图6为本发明中钻具的仰视图。
图中：100、钻杆；200、钻具；201、筒体；202、安装口；203、销孔；204、切削板；205、切削头；206、钻尖；207、挡板；208、弹簧；209、螺母；210、转轴；212、齿轮；213、孔洞；300、连接销；301、销体；302、限位环；400、桅杆；500、动力头；600、钢丝绳。
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。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。
如图1至图6所示，本发明的一种公路施工旋挖钻装置（以下简称旋挖钻装置）包括钻杆100以及安装在钻杆100下方的钻具200，钻杆100带动钻具200转动以及上下移动进行钻孔。
钻具200包括筒体201、切削板204和钻尖206，筒体201与钻杆100连接，筒体201内部具有容纳腔，切削板204设置于筒体201下端且一侧与筒体201铰接，切削板204转动能够打开容纳腔，切削板204上设置有开口，开口连通容纳腔；钻尖206插装于切削板204的中心且能够上下滑动，钻尖206上端设置有挡板207，挡板207位于切削板204上方，挡板207用于封堵切削板204上的开口，钻尖206上套设有弹簧208，弹簧208位于切削板204和钻尖206之间；初始钻尖206下端伸出切削板204且挡板207与切削板204贴合，钻孔时钻尖206在桩底土层的压力作用下向上移动进而带动挡板207向上移动，挡板207与切削板204在上下方向产生缝隙（形成入渣口），旋切产生的渣土从挡板207与切削板204之间的缝隙进入筒体201的容纳腔。本发明在旋进的过程中，钻尖206受到桩底的压力向上移动打开入渣口，入渣口的开口方向朝向侧面，渣土进入筒体201之后不易掉出；同时渣土从入渣口进入筒体201时需要受到一定的挤压，土层硬度越大，钻尖206向上移动的距离越大，挡板207与切削板204之间的缝隙越大，渣土进入筒体201时受到的挤压越小，渣土越容易进入，可以避免硬质渣土受到的挤压过于严重进而堆积粘连难以进入筒体201，土层较软时，钻尖206向上移动的距离相对较小，挡板207与切削板204之间的缝隙较小，渣土进入筒体201时受到的挤压相对较大，松软的渣土进入缝隙时受到的挤压力相对较大，可以避免渣土过于蓬松进而从筒体201脱出；提钻时，钻尖206受到的挤压力消失，弹簧208复位，挡板207和切削板204贴合，渣土不会掉出，钻具200出井后，打开切削板204，倒出渣土即可。因此，本发明极大的改善了旋进以及提钻的过程中筒体201内渣土掉落的现象，提高了打孔效率和成桩的质量。
在进一步的实施例中，切削板204上设置有切削件，切削件包括转轴210以及设置于转轴210上的切削头205，切削头205有多个且沿转轴210的轴向均布，转轴210转动设置于切削板204，转轴210与钻尖206通过传动组件传动连接，传动组件用于将钻尖206的移动转化为转轴210的转动，且在钻尖206向上移动时转轴210的转动方向使得切削头205与切削板204之间的角度增大，也就是钻尖206向上运动时，切削头205朝向趋于直立的方向运动。待钻取位置的土层越硬，钻尖206受到的挤压力越大，钻尖206向上移动的越多，切削头205与切削板204之间的角度越大，切削头205越趋于直立，切削头205的切削能力越强，切削效率越高。
在进一步的实施例中，传动组件包括设置于转轴210一端的齿轮212以及设置于钻尖206上的齿条，齿轮212与齿条啮合，进而使得钻尖206带动转轴210转动。为便于加工制造，钻尖206与齿条一体成型，也就是钻尖206上与齿轮212对应的位置设置有缺口，缺口的一侧加工有与齿轮212啮合的齿牙。
进一步的，为便于安装，切削板204上设置有铰接座，转轴210转动设置于铰接座，转轴210远离齿轮212的一端设置有螺母209，螺母209阻碍转轴210轴向窜动。
进一步的，切削板204的开口有多个，挡板207包括遮挡部，遮挡部与切削板204的开口一一对应且形状匹配，本发明优选的切削板204的开口以及遮挡部均为扇形，切削板204的开口以及遮挡部均设置有两个。为便于结构设置，切削件设置有两组。
在进一步的实施例中，筒体201的周壁上设置有若干孔洞213，孔洞213用于排出筒体201内部的液体，同时井筒侧壁的渣土也可以通过孔洞213进入筒体201内部。
在进一步的实施例中，筒体201和钻杆100插装后通过连接销300连接。具体的说，筒体201上端设置有安装口202，筒体201的侧壁设置有贯穿安装口202的销孔203，钻杆100的下端插装于安装口202，连接销300包括销体301和限位环302，销体301插装于销孔203进而将筒体201和钻杆100连接，限位环302插装于销体301的一端阻碍销体301轴向脱落，进而完成限位锁止。
在进一步的实施例中，本发明的旋挖钻装置还包括桅杆400和动力头500，桅杆400与载具（图中未示出，通常为履带式行走机构）连接，动力头500滑动设置于桅杆400且与钻杆100连接，动力头500用于驱动钻杆100转动，钻杆100通过钢丝绳600与载具上的卷扬机连接，实现升降。
在实际操作中，将本发明的旋挖钻装置驾驶至指定位置，调整桅杆400使钻杆100竖直，钻具200对准打桩钻孔的定位点，动力头500启动带动钻杆100转动，同时载具上的卷扬机启动，钻杆100带动钻具200下降进行打孔。
在旋进过程中，钻尖206受到桩底的压力向远离桩底的方向（向上）移动，弹簧208压缩，挡板207在钻尖206的带动下同步向上移动，切削板204与挡板207相互远离产生缝隙，切削头205旋切的渣土通过该缝隙进入筒体201。待钻取的土层越硬，钻尖206受到的压力越大，向上移动的就越多，切削板204和挡板207之间的缝隙就越大，渣土越容易通过缝隙进入筒体201，反之土层的土质越软，切削板204与挡板207之间的缝隙越小，渣土需要通过较大的挤压才能通过缝隙进入筒体201，软质渣土经过挤压之后变得紧实，避免从筒体201脱出。同时土层越硬，钻尖206向上的位移量越大，切削头205与切削板204之间的夹角越大，切削头205越趋于直立，切削力越强，切削效率越高。
在筒体201内部的渣土满载时，卷扬机收卷钢丝绳600，钻杆100和钻具200同步向上提升，此时钻尖206不受桩底的压力，弹簧208复位，切削板204与挡板207贴合，用于渣土通过的缝隙消失，可避免渣土在提钻时脱落。钻具200提出井孔后，打开切削板204将筒体201内部的渣土倒出，重复以上工作，直至打孔完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：包括钻杆以及安装在钻杆下方的钻具，钻杆带动钻具转动以及上下移动进行钻孔；
钻具包括筒体、切削板和钻尖，筒体与钻杆连接，筒体内部具有容纳腔，切削板设置于筒体下端且一侧与筒体铰接，切削板转动能够打开容纳腔，切削板上设置有开口，开口连通容纳腔；钻尖插装于切削板的中心且能够上下滑动，钻尖上端设置有挡板，挡板位于切削板上方，挡板用于封堵切削板上的开口，钻尖上套设有弹簧，弹簧位于切削板和钻尖之间；初始钻尖下端伸出切削板且挡板与切削板贴合，钻孔时钻尖在土层的压力作用下向上移动进而带动挡板向上移动，挡板与切削板在上下方向产生缝隙，旋切产生的渣土从挡板与切削板之间的缝隙进入筒体的容纳腔。
2.根据权利要求1所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：切削板上设置有切削件，切削件包括转轴以及设置于转轴上的切削头，转轴转动设置于切削板，转轴与钻尖通过传动组件传动连接，传动组件用于将钻尖的移动转化为转轴的转动，且在钻尖向上移动时转轴的转动方向使得切削头与切削板之间的角度增大。
3.根据权利要求2所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：传动组件包括设置于转轴一端的齿轮以及设置于钻尖上的齿条，齿轮与齿条啮合。
4.根据权利要求3所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：切削板上设置有铰接座，转轴转动设置于铰接座，转轴远离齿轮的一端设置有螺母，螺母阻碍转轴轴向窜动。
5.根据权利要求1所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：切削板的开口有多个，挡板包括遮挡部，遮挡部与切削板的开口一一对应且形状匹配。
6.根据权利要求5所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：切削板的开口以及遮挡部均为扇形，切削板的开口以及遮挡部均设置有两个。
7.根据权利要求1所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：筒体和钻杆插装后通过连接销连接。
8.根据权利要求7所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：筒体上端设置有安装口，筒体的侧壁设置有贯穿安装口的销孔，钻杆的下端插装于安装口，连接销包括销体和限位环，销体插装于销孔进而将筒体和钻杆连接，限位环插装于销体的一端阻碍销体掉落。
9.根据权利要求1所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：筒体的周壁上设置有若干孔洞。
10.根据权利要求1所述的一种公路施工旋挖钻装置，其特征在于：还包括桅杆和动力头，桅杆与载具连接，动力头滑动设置于桅杆且与钻杆连接，动力头用于驱动钻杆转动，钻杆通过钢丝绳与载具上的卷扬机连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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