CN206830064U - 旋挖钻机钻杆芯杆、旋挖钻机钻杆及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械设计领域，具体而言，涉及一种旋挖钻机钻杆芯杆、旋挖钻机钻杆及旋挖钻机。旋挖钻机钻杆芯杆，其包括扁头、管件、弹簧座、方头和多个键条；管件包括沿其轴线方向相对的第一端和第二端，扁头设置在管件的第一端，方头设置在第二端；多个键条周向阵列地设置在管件外壁上，键条均沿管件的轴线方向延伸；弹簧座套接在管件外侧，多个键条均与弹簧座焊接；弹簧座与方头焊接。这样的芯杆能够避免相应部位焊缝开裂，且具备更好的结构强度。本实用新型还提供包括旋挖钻机钻杆芯杆的旋挖钻机钻杆及旋挖钻机。

Description

旋挖钻机钻杆芯杆、旋挖钻机钻杆及旋挖钻机

技术领域

本实用新型涉及机械设计领域，具体而言，涉及一种旋挖钻机钻杆芯杆、旋挖钻机钻杆及旋挖钻机。

背景技术

随着我国经济的发展，旋挖钻机在桩孔施工中越来越广泛,入岩能力也逐渐成为旋挖钻机的主要性能。同时，旋挖钻机入岩能力的提升对钻杆也提出了更高的要求。钻杆芯杆10'一直是钻杆的薄弱环节，故障率整体偏高，尤其是芯杆10'下端键条50'与弹簧座30'连接处。

参照图1，目前芯杆10'主要由扁头、钢管20'、键条50'、弹簧座30'、方头40'等几部分组成，方头40'采用对接焊方式与钢管20'相连,在钢管20'上焊有键条50'用于导向、传递扭矩与加压力，弹簧座30'为中空元件，套在钢管20'与方头40'外侧，并通过方头40'承台传递加压力，弹簧座30'与方头40'不焊接。

从图1中还可以看出，弹簧座30'上开有键槽，键条50'插入槽中，键条50'与弹簧座30'键槽侧壁焊接。在钻杆工作过程中，外层杆重力通过弹簧传递给弹簧座30'。如发生“砸杆”现象，外层杆在自重的作用下砸向弹簧座30'，弹簧座30'受到轴向冲击，因弹簧座30'与方头40'间存在轴向装配间隙，键条50'与弹簧座30'间焊缝60'受到冲击而开裂。因此这样的芯杆10'存在焊缝60'易开裂即结构强度不好的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋挖钻机钻杆芯杆，其能够改善弹簧座与键条焊缝易开裂的问题，从而具备了较好的结构强度。

本实用新型的另一目的在于提供一种包括上述旋挖钻机钻杆芯杆的旋挖钻机钻杆，其结构稳定，使用安全、可靠。

本实用新型的另一目的在于提供一种包括上述旋挖钻机钻杆的旋挖钻机，其能够稳定运行以安全可靠地完成相应任务。

本实用新型的实施例是这样实现的：

旋挖钻机钻杆芯杆，其包括扁头、管件、弹簧座、方头和多个键条；管件包括沿其轴线方向相对的第一端和第二端，扁头设置在管件的第一端，方头设置在第二端；多个键条周向阵列地设置在管件外壁上，键条均沿管件的轴线方向延伸；弹簧座套接在管件外侧，多个键条均与弹簧座焊接；弹簧座与方头焊接。

旋挖钻机钻杆芯杆的管件的第一端的扁头部分用于与旋挖钻机的提引器相连接，通过旋挖钻机的主卷扬、钢丝绳将钻杆吊起；管件第二端的方头，由方头将旋挖钻机的动力头传来的旋挖扭矩和加压力传递给钻具。键条的作用用于传递旋挖扭矩和加压力。弹簧座套接在管件外侧，且外键均与弹簧座焊接连接，弹簧座与方头焊接。通过弹簧座与方头焊接的方式，使弹簧座上收到的外力能够顺畅地传递到管件和方头上，这样当提、放钻杆操作时能够减小其它各节钻杆的惯性冲击，对提引器、钢丝绳和主卷扬等零部件起缓冲保护作用；且当发生“砸杆”现象时，外层钻杆从一定高度自由落体方式冲击弹簧座，弹簧座通过与方头间的焊缝将冲击传递给方头和管件，从而避免了弹簧座与键条焊缝受到冲击，提高了焊缝的使用寿命。综上可以看出，这样的旋挖钻机钻杆芯杆结构简单，改善了相关技术中键条与弹簧座焊缝易开裂的问题。

在本实用新型的一种实施例中：

上述弹簧座靠近键条的位置开设有多个去应力槽，多个去应力槽均沿弹簧座径向贯穿。

在本实用新型的一种实施例中：

上述多个键条的端面均与其相配合的弹簧座的端面对接焊连接。

在本实用新型的一种实施例中：

上述键条周向边缘的一侧于去应力槽的开口边缘平齐。

在本实用新型的一种实施例中：

上述两个相邻的去应力槽之间的弹簧座的端面上设置有两个键条。

在本实用新型的一种实施例中：

上述去应力槽为U形槽。

在本实用新型的一种实施例中：

上述扁头上开设有贯穿的第一销轴孔。

在本实用新型的一种实施例中：

上述方头上开设有贯穿的第二销轴孔。

一种旋挖钻机钻杆，其包括外层杆、多个相互套接的中间杆和上述的旋挖钻机钻杆芯杆；芯杆套接在最内侧的中间杆中，最外侧的中间杆套接在外层杆内；在周向方向上，芯杆与最内侧的中间杆传动配合，多个中间杆之间相互传动配合，最外侧的中间杆与外层杆传动配合；弹簧座上套接有弹簧。

这样的旋挖钻机钻杆因为具备上述的旋挖钻机钻杆芯杆，因而具备旋挖钻机钻杆芯杆的全部有益效果。进一步地，在提、放钻杆操作时，各节钻杆的重量通过弹簧的弹性连接传递给弹簧座，因为弹簧座是与方头焊接的，进而使得来自各节钻杆的惯性冲击传递给整个管件和方头，而不会单单集中在弹簧座上，改善了键条与弹簧座件焊缝易开裂的问题，保证了旋挖钻机钻杆的整体结构强度。

一种旋挖钻机，其包括机身、动力装置和上述的旋挖钻机钻杆；动力装置设置在机身上，旋挖钻机钻杆与动力装置传动连接。

这样的旋挖钻机因为具备上述的旋挖钻机钻杆，因而具备旋挖钻机钻杆的全部有益效果。进一步地，当旋挖钻机工作时，旋挖钻机的钻杆会在预设的方向做往复运动，各节钻杆相互运动时的冲击能够较好地传递分散，从而保证了结构的稳定性，进而保障了旋挖钻机能够安全可靠地工作。

本实用新型实施例的有益效果是：

旋挖钻机钻杆芯杆包括扁头、管件、弹簧座、方头和多个键条。其中弹簧座与方头焊接，这样的设置方式使弹簧座上收到的外力能够顺畅地传递到管件和方头上，当提、放钻杆操作时能够减小其它各节钻杆的惯性冲击，对提引器、钢丝绳和主卷扬等零部件起缓冲保护作用；且当发生“砸杆”现象时，外层钻杆从一定高度自由落体方式冲击弹簧座，弹簧座通过与方头间的焊缝将冲击传递给方头和管件，从而避免了弹簧座与键条焊缝受到冲击，提高了焊缝的使用寿命。

旋挖钻机钻杆包括外层杆、多个相互套接的中间杆和上述的旋挖钻机钻杆芯杆。在提、放钻杆操作时，各节钻杆的重量通过弹簧的弹性连接传递给弹簧座，因为弹簧座是与方头焊接的，进而使得来自各节钻杆的惯性冲击传递给整个管件和方头，而不会单单集中在弹簧座上，改善了键条与弹簧座件焊缝易开裂的问题，保证了旋挖钻机钻杆的整体结构强度。

旋挖钻机包括机身、动力装置和上述的旋挖钻机钻杆。当旋挖钻机工作时，旋挖钻机的钻杆会在预设的方向做往复运动，各节钻杆相互运动时的冲击能够较好地传递分散，从而保证了结构的稳定性，进而保障了旋挖钻机能够安全可靠地工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有技术中旋挖钻机钻杆芯杆的结构示意图；

图2为本实施例提供的旋挖钻机钻杆芯杆的结构示意图；

图3为图2的局部示意图；

图4为本实施例的旋挖钻机钻杆的局部结构示意图。

图标：10'-芯杆；20'-钢管；30'-弹簧座；40'-方头；50'-键条；60'-焊缝；10-旋挖钻机钻杆芯杆；110-扁头；120-管件；121-第一端；122-第二端；130-弹簧座；133-去应力槽；140-方头；150-键条；160-焊缝；171-第一销轴孔；172-第二销轴孔；20-旋挖钻机钻杆；200-外层杆；220-弹簧。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图2，图2为本实施例提供一种旋挖钻机钻杆芯杆10的结构示意图，从图中可以看出，旋挖钻机钻杆芯杆10包括扁头110、管件120、弹簧座130、方头140和多个键条150。

具体地，管件120包括沿其轴线方向相对的第一端121和第二端122，扁头110设置在管件120的第一端121，方头140设置在第二端122；多个键条150周向阵列地设置在管件120外壁上，键条150均沿管件120的轴线方向延伸；弹簧座130套接在管件120外侧，多个键条150均与弹簧座130焊接；弹簧座130与方头140焊接。

这里需要说明的是，在本实施例中，管件120为圆柱形钢管，管件120的第一端121设置有扁头110，管件120的第二端122焊接有方头140。扁头110用于与旋挖钻机的提引器相连接，通过旋挖钻机的主卷扬、钢丝绳将钻杆吊起。方头140用于将动力头传来的旋挖扭矩和加压力传递给钻具。管件120的下部还套设有弹簧座130，弹簧座130用于支撑其它各节钻杆，在提、放钻杆操作时减小其它各节钻杆的惯性冲击，对提引器、钢丝绳和主卷扬等零部件起缓冲保护作用。键条150用于传递旋挖扭矩和加压力。

从图2中还可以看出，弹簧座130靠近方头140的一侧还设置有法兰圆盘(图中示出未标号)；方头140靠近弹簧座130的一侧设置有圆盘形凸台(图中示出未标号)。这样的设置方式的有益效果在于增加了弹簧座130与方头140的接触面，有利于弹簧座130与方头140焊接地更加紧密，确保了旋挖钻机钻杆芯杆10的结构强度。

进一步地，方头140在弹簧座130的法兰圆盘的投影全部位于弹簧座130的下表面，这样使得弹簧座130与方头140的焊接效果更好，来自其他钻杆单元的冲击能量能够更好地传递给管件120和方头140。

图3为图2的局部示意图，从图3中可以清楚地看到键条150与弹簧座130的连接关系、以及弹簧座130与方头140的连接关系。

参照图3，从图3中可以看出，弹簧座130靠近键条150的位置开设有多个去应力槽133，多个去应力槽133均沿弹簧座130径向贯穿。发明人发现，如果弹簧座130与方头140焊接，当旋挖钻机钻杆20钻进时，旋挖钻机钻杆芯杆10受扭，弹簧座130与键条150焊缝160存在应力集中，易造成焊缝160开裂。去应力槽133能够有效地减少键条150与弹簧座130接触部位应力集中的现象。

进一步地，在本实用新型的本实施例中，多个键条150的端面均与其相配合的弹簧座130的端面对接焊连接。相较于相关技术中的搭接焊等方式，对接焊的方式具有应力集中相对较小，能承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷的特点；且去应力槽133和对接焊协同使用能够有效的避免的焊缝160的应力集中，大幅提高了焊缝160的寿命。

在本实用新型的本实施例中，键条150周向边缘的一侧于去应力槽133的开口边缘平齐。这样的设置方式能够使得应力能够最大限度地传递到去应力槽133而不会集中在键条150与弹簧座130的端面的焊缝160上，改善了键条150与弹簧座130焊缝160易开裂的问题。

在本实用新型的本实施例中，两个相邻的去应力槽133之间的弹簧座130的端面上设置有两个键条150。进一步地，两个键条150成对组成键条150组；在每个键条150组中，两个键条150之间具有间隙，一个键条150远离成对的另一键条150的边缘与去应力槽133的边缘平齐。

相较于每相邻两个键条150之间都设置去应力槽133，这样的设置方式一方面减小了去应力槽133的数量，改善了因为去应力槽133过多而引起弹簧座130端部径向方向强度不足的问题；另一方面两个键条150为一组与弹簧座130端面焊接的方式，方便了加工制造，有利于提高经济效益。

从图3中还可以看出，在本实用新型的本实施例中，去应力槽133为U形槽。进一步地，U型槽沿座体高度方向延伸，这样强化了去应力槽133的去应力效果。

继续参照图3，可以看出，在本实施例中，扁头110上开设有贯穿的第一销轴孔171，方头140上开设有贯穿的第二销轴孔172。第一销轴孔171用于与提升器连接；第二销轴孔172用于与钻具连接。

使用时，旋挖钻机钻杆20在完全缩进状态被安装到旋挖钻机上，整根钻杆的重量通过旋挖钻机钻杆芯杆10的扁头110和提引器相连接作用在主卷扬钢丝绳上。管件120第二端122的方头140，由方头140将旋挖钻机的动力头传来的旋挖扭矩和加压力传递给钻具。旋挖钻机钻杆芯杆10通过焊接(或安装)在其上的弹簧220、弹簧座130将其它各节杆托起。当钻杆上提或下放过程中，外层钻杆重量通过钻杆弹簧220，作用于弹簧座130弹簧220安装面上。

当发生“砸杆”现象时，外层钻杆从一定高度自由落体方式冲击弹簧座130，弹簧座130通过与方头140间的焊缝160将冲击传递给方头140和管件120，从而避免了弹簧座130与键条150焊缝160受到冲击，提高了焊缝160的使用寿命。

当钻杆在加压钻进时，钻杆受扭，通过在弹簧座130上开去应力槽133的方法避免了焊缝160的应力集中。实现旋挖钻机钻杆芯杆10整体寿命的提升。

图4为本实用新型本实施例的旋挖钻机钻杆20的局部结构示意图(图中示出的是旋挖钻机钻杆20处于收缩的状态)，从图中可以看出旋挖钻机钻杆20的大致结构。

参照图4，本实用新型的本实施还提供一种旋挖钻机钻杆20，其包括外层杆200、多个相互套接的中间杆(图中未示出)和上述的旋挖钻机钻杆芯杆10；旋挖钻机钻杆芯杆10套接在最内侧的中间杆中，最外侧的中间杆套接在外层杆200内；在周向方向上，旋挖钻机钻杆芯杆10与最内侧的中间杆传动配合，多个中间杆之间相互传动配合，最外侧的中间杆与外层杆200传动配合；弹簧座130上套接有弹簧220。

这样的旋挖钻机钻杆20因为具备上述的旋挖钻机钻杆芯杆10，因而具备旋挖钻机钻杆芯杆10的全部有益效果。进一步地，在提、放钻杆操作时，各节钻杆的重量通过弹簧220的弹性连接传递给弹簧座130，因为弹簧座130是与方头140焊接的，进而使得来自各节钻杆的惯性冲击传递给整个管件120和方头140，而不会单单集中在弹簧座130上，改善了键条150与弹簧座130件焊缝160易开裂的问题，保证了旋挖钻机钻杆20的整体结构强度。

本实用新型的本实施还提供一种旋挖钻机，其包括机身、动力装置和上述的旋挖钻机钻杆20；动力装置设置在机身上，旋挖钻机钻杆20与动力装置传动连接。

这样的旋挖钻机因为具备上述的旋挖钻机钻杆20，因而具备旋挖钻机钻杆20的全部有益效果。进一步地，当旋挖钻机工作时，旋挖钻机的钻杆会在预设的方向做往复运动，各节钻杆相互运动时的冲击能够较好地传递分散，从而保证了结构的稳定性，进而保障了旋挖钻机能够安全可靠地工作。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

包括扁头(110)、管件(120)、弹簧座(130)、方头(140)和多个键条(150)；

所述管件(120)包括沿其轴线方向相对的第一端(121)和第二端(122)，所述扁头(110)设置在所述管件(120)的所述第一端(121)，所述方头(140)设置在所述第二端(122)；

多个所述键条(150)周向阵列地设置在所述管件(120)外壁上，所述键条(150)均沿所述管件(120)的轴线方向延伸；

所述弹簧座(130)套接在所述管件(120)外侧，多个所述键条(150)均与所述弹簧座(130)焊接；

所述弹簧座(130)与所述方头(140)焊接。

2.根据权利要求1所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

所述弹簧座(130)靠近所述键条(150)的位置开设有多个去应力槽(133)，多个所述去应力槽(133)均沿所述弹簧座(130)径向贯穿。

3.根据权利要求2所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

多个所述键条(150)的端面均与其相配合的所述弹簧座(130)的端面对接焊连接。

4.根据权利要求3所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

所述键条(150)周向边缘的一侧于所述去应力槽(133)的开口边缘平齐。

5.根据权利要求4所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

两个相邻的所述去应力槽(133)之间的所述弹簧座(130)的端面上设置有两个所述键条(150)。

6.根据权利要求2所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

所述去应力槽(133)为U形槽。

7.根据权利要求1所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

所述扁头(110)上开设有贯穿的第一销轴孔(171)。

8.根据权利要求1所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)，其特征在于：

所述方头(140)上开设有贯穿的第二销轴孔(172)。

9.一种旋挖钻机钻杆(20)，其特征在于：

包括外层杆(200)、多个相互套接的中间杆和权利要求1-8中任意一项所述的旋挖钻机钻杆芯杆(10)；

所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)套接在最内侧的所述中间杆中，最外侧的所述中间杆套接在所述外层杆(200)内；

在周向方向上，所述旋挖钻机钻杆芯杆(10)与最内侧的所述中间杆传动配合，多个所述中间杆之间相互传动配合，最外侧的所述中间杆与所述外层杆(200)传动配合；

所述弹簧座(130)上套接有弹簧(220)。

10.一种旋挖钻机，其特征在于：

包括机身、动力装置和权利要求9所述旋挖钻机钻杆(20)；

所述动力装置设置在所述机身上，所述旋挖钻机钻杆(20)与所述动力装置传动连接。