CN1683743A - 多头螺旋钻铣钻机 - Google Patents

Abstract

一种多头螺旋钻铣钻机，钻杆(8)上固定有旋料片(13)，与主筒(4)垂直固定的主轴(11)在同一平面上呈圆周放射状分布，与主轴(11)套接的套筒(10)上设有铣刀(12)。套筒与被动轮(15)固为一体，套筒与主轴之间由轴承(9)连接，铣刀的直径由外向主筒方向逐渐缩小，相邻的两个铣刀均反向设置。本钻机在钻进的同时通过铣刀对硬土层或砂石层进行切削，施工效率高、成本低，可不受井深和直径的限制，还能连续出料，完全机械化作业。

Description

多头螺旋钻铣钻机

技术领域

本发明涉及一种基础施工机械，具体的说是一种进行基础桩井施工的多头螺旋钻铣钻机。

背景技术

在公路桥、铁路桥建设施工中，都要先开挖基础桩井，然后再在其内浇灌钢筋混凝土。在实际施工中，由地质情况决定了每个桩井的深度都不相同，少则几米，多则几十米都有可能，直至挖到岩石上才会停止继续下挖。在下挖过程中，遇到土层还比较容易处理，但要遇到硬土层或砂石层则很难施工。目前这类施工主要采用三种办法：1、大多数采用人工挖掘，工人使用风镐在砂石上钻孔后放入炸药起爆，再将炸开的石块、碎石、土等用筐子或桶或吊笼吊至井上，作业速度极慢，严重影响施工进度，对于几十米的深井来说，由于底下严重缺氧，呼吸困难，施工环境极其恶劣，很多工人不愿下井。尤其是井下太深，在吊运砂石的行程中，稍有不慎就会出现石块落下而使作业工人伤亡的事故发生，给施工单位带来不可弥补的损失，同时也酿成了很多的家庭悲剧。2、有些施工单位使用旧式机械传动钻井机，虽然施工速度稍有提高，但出料问题还是不能得以较好的解决，遇到砂石层还是难以继续作业。3、现在有些施工单位使用进口液压钻机，每台价格高达700多万元人民币，造价非常昂贵，施工成本难以下降。且最大只能钻直径1.8米的井，最深只能达到60-70米，每次出料只有将钻杆提升至井上后才能进行，不能连续作业。还因为这种机械为大型设备，需要很大的功率，设备成本相当高。长期以来，桩井施工存在的不足一直是各施工单位难以很好解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为克服背景技术中所述的不足，而提供一种将钻和铣同时作用的多头螺旋钻铣钻机，它应具备成本低，钻井直径可调，不受井深限制，可连续出料，大幅度提高施工进度且不需人工下井的功能。

本发明的主要技术解决方案是：

这种多头螺旋钻铣钻机的特征是钻杆上固定有旋料片，与主筒垂直固定的主轴在同一平面上呈圆周放射状分布，与主轴套接的套筒上设有铣刀。

本发明的进一步技术解决方案是：

套筒与被动轮固为一体，套筒与主轴之间由轴承连接，螺旋铣刀的直径由外向主筒方向逐渐缩小，相邻的两个铣刀均反向设置，铣刀的螺旋外沿设置切削刃或铣刀头。与钻杆固定的螺旋输料片和旋料片间隔设置，且输料片的直径小于旋料片的直径。主筒上与主轴对应设有支架，减速机固定在支架上，减速机的输出轮与套筒的从动轮之间连有传动带。在主筒上部设有一出料口。

从以上不难看出，本发明由于结构新颖，设计合理，在钻进的同时通过铣刀对硬土层或砂石层进行切削，大大提高了施工速度，相应地降低了施工成本。由于本结构的设计，可使物料通过螺旋输送或泥浆泵而将物料连续排出，多级主筒并接还能满足深井的要求，所以保证了连续作业。本钻机完全机械化作业，根本不需工人下井，既避免了工人在井下恶劣环境下劳作，又完全消除了因出现伤亡事故而给施工单位带来的巨大损失。本钻机造价仅几十万元，相对进口设备费用极低，并且体现出很多优越性，非常适合于施工单位配备，加快祖国的基础建设。

附图说明

图1：本发明的主体结构示意图。

图2：图1的A-A剖视结构原理图。

图3：图1的B向视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本钻机是由主筒4、输料片5、钻杆8、旋料片13、减速机2、6、主轴11、套筒10、铣刀12、传动带1构成。其中，在主筒4的上面设有一与电机为一体的摆线减速机6，位于主筒4内的钻杆8与减速机6相接。螺旋状的输料片5和钻杆8固定连接，钻杆8的下部设有一直径比输料片5直径大的螺旋状旋料片13。在主筒4底部的外圆面上垂直固定有2-10个主轴11，这些主轴11在同一平面上，且以圆心呈放射状分布(参见图2)。在每个主轴11上通过轴承9连接有与从动轮15为一体的套筒10，每个套筒10外圆上又固定有铣刀12，形成多头螺旋铣刀，且每两个相邻的铣刀12的螺旋方向均反向设置，这些铣刀12的直径都由外向主筒4方向逐渐缩小。在主筒4的外壁上与主轴11相对应的地方固定有支架3，和电机为一体的摆线减速机2固定在支架3上。在减速机2的输出轮与从动轮15之间连接有传动带1。为了保证动力的传递，所说的传动带1最好为链条，而从动轮15最好为链轮。在主筒4上部还设有一出料口7，这个出料口7与主筒4内部相通。钻杆8下端连接有合金钻头14。

如图3所示，所说的铣刀12可以是螺旋外沿带有合金切削刃的结构，也可以是在沿着逐渐缩小直径的外圆周上并随其螺旋方向间隔设置有铣刀头16的结构。

所说的相邻两个铣刀12反向设置是指相邻的两个铣刀12的螺旋方向一个为顺时针方向，而另一个为逆时针方向，它们各自所带铣刀头16的刀头方向也与其相应。

本发明在施工时是由一部工作车上的保持架固定的，整个钻机由卷扬机承吊，将钻头14对准桩井圆心即可开钻。减速机2通过传动带1带动从动轮15驱动套筒10及与之固定的铣刀12同时旋转，铣刀12上的切削刃或铣刀头16即可对硬土层或砂石层进行切割。由于铣刀12的直径向内而逐渐变小，被切割下的物料在铣刀12的推动下自动向主筒4方向集中，加上与钻杆8固定的旋料片13的作用，就会使物料进入主筒4底部而被螺旋状输料片5向上提升，直至由出料口7送出。本钻机因钻和铣同时作用，所以能大大提高钻井工效而降低施工成本。因有相邻两个铣刀12的反向设置，所以可将由于铣刀12在切割砂石时产生的反作用力和偏差率互相抵消，以保证钻井的垂直度，同时还可将物料相对集中而更有利于输送至主筒4底部。钻杆8下部的旋料片13的作用是为了与铣刀12互相配合，可使物料更有效地送入主筒4内而被输料片5提升送出。还可以使用泥浆泵将与水混合的物料排出井外。

本钻机的施工速度是由整机的自重和卷扬机的拉力进行控制的，必要时还可外部加压，加快钻掘速度。当钻掘深度与主筒4高度大体相同时，一个主筒4的高度显然不能满足深井的要求，此时可在出料口7处再并接一套主筒4及输料片5的结构，第一主筒4内的物料通过出料口7被送至第二主筒4内，再由输料片5提升送出。依此类推，可将若干个主筒4并接，以满足深井施工的需要，这样也可将物料一级一级提升而源源不断地排出。所以本钻机不会受到桩井深度的限制，可根据桩井深度适时调整主筒4的个数即可解决。

有些桩井的直径会因设计要求而发生变化，此时可通过调整主轴11、套筒10及铣刀12的长度来解决，本实例中钻井直径可在1-4米范围内调整，以适合不同桩井的需要。

本实例中在同一圆周面上设置了8套主轴11、套筒10及铣刀12，也与此相应设置有8个减速机2以及传动带1，还可根据设计要求而调整主轴11及铣刀12的数量。

本发明并不限于公路桥、铁路桥基础桩井的施工，还可用于建筑物的基础施工。还可将整个钻机平置而进行平行掘进，如隧道、地下排水管线等场合的施工。

Claims (6)

1、一种多头螺旋钻铣钻机，其特征是钻杆(8)上固定有旋料片(13)，与主筒(4)垂直固定的主轴(11)在同一平面上呈圆周放射状分布，与主轴(11)套接的套筒(10)上设有铣刀(12)。

2、如权利要求1所述的多头螺旋钻铣钻机，其特征是套筒(10)与被动轮(15)固为一体，套筒(10)与主轴(11)之间由轴承(9)连接，螺旋状铣刀(12)的直径由外向主筒(4)方向逐渐缩小，相邻的两个铣刀(12)均反向设置。

3、如权利要求1或2所述的多头螺旋钻铣钻机，其特征是铣刀(12)的螺旋外沿设置切削刃或铣刀头(16)。

4、如权利要求1所述的多头螺旋钻铣钻机，其特征是主筒(4)内具有钻杆(8)，与钻杆(8)固定的螺旋输料片(5)和旋料片(13)间隔设置，输料片(5)的直径小于旋料片(13)的直径。

5、如权利要求1所述的多头螺旋钻铣钻机，其特征是主筒(4)上与主轴(11)对应设有支架(3)，减速机(2)固定在支架(2)上，减速机(3)的输出轮与套筒(10)的从动轮(15)之间连有传动带(1)。

6、如权利要求1所述的多头螺旋钻铣钻机，其特征是在主筒(4)上部设有一出料口(7)。

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