CN209924919U - 机械扩孔钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机械扩孔钻头，包括钻身、钻尖、伞臂和止动件，伞臂包括支撑杆和沿支撑杆均匀设置的多个钻臂，钻尖固接于支撑杆的第一端，钻身沿钻身的轴线可移动设置于支撑杆的第二端，止动件同时连接支撑杆和钻身，用于限制钻身相对支撑杆移动；钻臂包括铰接的第一钻臂和与第二钻臂，且第一钻臂远离第二钻臂的一端与支撑杆铰接，第二钻臂远离第一钻臂的一端与钻身铰接。本技术方案的机械扩孔钻头，在收拢状态下可以作为普通钻头使用，在自由状态后，在钻进过程中遇到前方土压力的状态下，伞臂打开形成更大钻径的钻头，对孔壁土体进行切割扩孔，使得机械扩孔钻头能够同时实现普通钻孔和扩孔，有利于降低施工成本。

Description

机械扩孔钻头

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及机械扩孔钻头。

背景技术

扩大头锚索是指在锚索锚固段使用特殊技术扩孔，并灌注水泥浆或者水泥砂浆，形成直径较大的圆柱状注浆体的锚索。因为锚固段形成了直径较大的锚固体，故锚索能提供比常规锚索更大的抗拔力，且工作位移小、可靠性高，具有良好的工程应用价值。由于机械扩孔钻头能精确的设定扩孔直径，相比高压喷射扩孔，更能保证施工质量。但是现有的机械扩孔钻头功能单一，且结构复杂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种机械扩孔钻头，以解决传统的机械扩孔钻头功能单一，且结构复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出的机械扩孔钻头，包括钻身、钻尖、伞臂和止动件，所述伞臂包括支撑杆和沿所述支撑杆均匀设置的多个钻臂，所述钻尖固接于所述支撑杆的第一端，所述钻身沿所述钻身的轴线可移动设置于所述支撑杆的第二端，所述止动件同时连接所述支撑杆和所述钻身，用于限制所述钻身相对所述支撑杆移动；

所述钻臂包括铰接的第一钻臂和与第二钻臂，且所述第一钻臂远离所述第二钻臂的一端与所述支撑杆铰接，所述第二钻臂远离所述第一钻臂的一端与所述钻身铰接。

优选地，所述止动件为销钉，所述支撑杆和所述钻身上均设置有与所述销钉适配的连接孔，所述销钉同时插入所述支撑杆的所述连接孔和所述钻身的所述连接孔。

优选地，所述支撑杆的第二端设置有外花键，所述钻身的第一端设置有与所述外花键啮合的内花键。

优选地，所述支撑杆包括连接的大径杆段和小径杆段，所述大径杆段的外径大于所述小径杆段的外径，所述钻尖、所述第一钻臂连接于所述大径杆段，所述钻身连接于所述小径杆段，所述小径杆段上套设有复位弹簧，且所述复位弹簧的两端分别与所述大径杆段和所述钻身抵接。

优选地，所述支撑杆还包括档位件，所述大径杆段内设置有伸缩孔道，所述大径杆段可移动设置于所述伸缩孔道内，其中：

所述大径杆段上沿所述大径杆段的轴向设置有多个第一档位孔，所述小径杆段上设置有与所述第一档位孔适配的第二档位孔，所述档位件同时连接所述第二档位孔与其中一个所述第一档位孔；

或，所述小径杆段上设置有安装孔，所述档位件包括设置于所述所述安装孔内的安装柱、套设于所述安装柱上的压缩弹簧、以及与所述安装柱连接卡块，压缩弹簧的两端分别与所述卡块和所述安装孔抵接，且卡块的横截面为直角三角形，所述大径杆段的内壁上设置有卡槽，所述卡槽的横截面为与所述卡块的横截面形状适配的三角形，且直角三角形的斜边设置于与钻杆钻进时的旋向相反的方向。

优选地，所述第一钻臂的与所述机械扩孔钻头的旋转方向对应的侧边为锯齿形；

或，所述第一钻臂的与所述机械扩孔钻头的钻进方向对应的侧边上凸设有硬质合金块或金刚石。

优选地，所述钻尖包括沿所述支撑杆的轴线均匀分布的多个钻尖臂，所述钻尖臂包括首尾连接的第一臂、第二臂和第三臂，所述第一臂和所述第二臂之间夹角为钝角，

且多个所述钻尖臂的所述第一臂的端部相互连接，所述第三臂与所述支撑杆固接，所述第一臂上朝所述机械扩孔钻头的钻进方向凸设有锯齿或金刚石或硬质合金块。

优选地，所述钻尖还包括第一轴套，所述第三臂连接于所述第一轴套上，所述第一轴套与所述支撑杆可拆卸连接。

优选地，所述伞臂还包括第二轴套，所述第二钻臂与所述第二轴套铰接，所述第二轴套与所述钻身可拆卸连接，且所述第一轴套的内径与所述第二轴套的内径相同。

优选地，所述支撑杆上固设有连接盘，所述连接盘设置于所述钻尖和所述钻身之间，所述第一钻臂与所述连接盘铰接。

本实用新型实施例中，机械扩孔钻头的钻身能够沿支撑杆移动以使得伞臂收拢或撑开，形成扩孔钻；同时，使用止动件可拆卸地将钻身和支撑杆连接起来，用于限制钻身和支撑杆之间的相对移动，使得机械扩孔钻头处于收拢状态。本技术方案的机械扩孔钻头，在收拢状态下可以作为普通钻头使用，在自由状态后，在钻进过程中遇到前方土压力的状态下，伞臂打开形成更大钻径的钻头，对孔壁土体进行切割扩孔，使得机械扩孔钻头能够同时实现普通钻孔和扩孔，有利于降低施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中机械扩孔钻头的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例中机械扩孔钻头的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例中机械扩孔钻头的第三结构示意图；

图4为本实用新型实施例中机械扩孔钻头的第一剖视图；

图5为本实用新型实施例中机械扩孔钻头的第二剖视图；

图6为图5中A处大径轴段的剖视图；

图7为本实用新型实施例中机械扩孔钻头的第一局部结构示意图；

图8为本实用新型实施例中机械扩孔钻头的第二局部结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型的主要目的是提供了一种机械扩孔钻头，以解决传统的机械扩孔钻头功能单一，且结构复杂的技术问题。

请参照图1至图4，本实用新型实施例一提供的机械扩孔钻头，包括钻身110、钻尖120、伞臂130和止动件140，伞臂130包括支撑杆131和沿支撑杆131均匀设置的多个钻臂，钻尖120固接于支撑杆131的第一端，钻身110沿钻身110的轴线可移动设置于支撑杆131的第二端，止动件140可拆卸地连接支撑杆131和钻身110，用于限制钻身110相对支撑杆131移动；钻臂包括铰接的第一钻臂132和与第二钻臂133，且第一钻臂132远离第二钻臂133的一端与支撑杆131铰接，第二钻臂133远离第一钻臂132的一端与钻身110铰接。

在作业时，机械扩孔钻头安装于钻机的钻杆上。使用时，钻机的动力部分通过钻杆给予机械扩孔钻头扭矩和推力。当将止动件140拆离时，机械扩孔钻头处于自由状态。处于自由状态的机械扩孔钻头当遇到土层时，钻尖120遇到土层给予的压力而减缓或停止前进，钻身110在钻杆的推动下沿支撑杆131朝钻尖120移动，第一钻臂132和第二钻臂133之间的夹角逐渐变小，使得第一钻臂132和第二钻臂133的铰接处离支撑杆131的距离越来越大，从而使得机械扩孔钻头的钻径变大，达到扩孔的目的。当止动件140连接支撑杆131和钻身110时，机械扩孔钻头处于收拢状态。需要说明的是，伞臂130收拢后的最大外径应小于钻尖120的最大外径，以避免伞臂130破坏孔壁土层的完整性。

可以理解的是，钻身110、支撑杆131、钻杆的轴线是重合的。

本实施例中，机械扩孔钻头的钻身110能够沿支撑杆131移动以使得伞臂130收拢或撑开，形成扩孔钻；同时，使用止动件140可拆卸地将钻身110和支撑杆131连接起来，用于限制钻身110和支撑杆131之间的相对移动，使得机械扩孔钻头处于收拢状态。本技术方案的机械扩孔钻头，在收拢状态下可以作为普通钻头使用，在自由状态后，在钻进过程中遇到前方土压力的状态下，伞臂130打开形成更大钻径的钻头，对孔壁土体进行切割扩孔，使得机械扩孔钻头能够同时实现普通钻孔和扩孔，有利于降低施工成本。

作为一具体实施例，参见图4，止动件140为销钉，支撑杆131和钻身110上均设置有与销钉适配的连接孔，销钉同时插入支撑杆131上的连接孔和钻身110的连接孔。通过插入或者取下销钉，可以切换机械扩孔钻头的状态。止动件140的数量可以为多个，且多个止动件140沿所述钻身110的周向间隔设置，以加强钻身110与支撑杆131动力传输的稳定性。

在其他实施例中，止动件140还可以为螺钉，此时连接孔为螺纹孔。当需要改变机械扩孔钻头的状态时，只需要将螺钉旋出支撑杆131的连接孔即可。

当处于自由状态时，为了增加钻身110和支撑杆131之间动力传输的稳定性，保证钻孔的质量，支撑杆131与钻身110之间采用花键连接。可选地，钻身110的第一端为孔轴，支撑杆131的第二端为轴，支撑杆131的第二端插入钻身110的第一端内，且支持杆的第二端的外壁设置有外花键，钻身110第一端的内壁设置有与外花键啮合的内花键，通过内花键和外花键的啮合既能够允许钻身110沿支撑杆131移动，又限制了钻身110和支撑杆131之间的相对转动，提高了扭矩的传输稳定性。在其他实施例中，还可以通过支撑杆131的第二端的与钻身110接触的横截面形状设置为多边形，如矩形来直线支撑杆131与钻身110之间发生相互转动。

支撑杆131可以为变径杆，也可以为等径杆。在一优选实施例中，支撑杆131包括连接的大径杆段1311和小径杆段1312，大径杆段1311的外径大于小径杆段1312的外径，钻尖120、第一钻臂132连接于大径杆段1311，钻身110连接于小径杆段1312，小径杆段1312上套设有复位弹簧，且复位弹簧的两端分别与大径杆段1311和钻身110抵接。当机械扩孔钻头结束扩孔后回退时，在复位弹簧的作用下能够自行恢复到收拢状态，以沿锚索孔退出时不破坏孔壁的土层。

进一步地，为了使得机械扩孔钻头能够适应不同孔径大小的扩孔，在支撑杆131上还设置有档位件150。此时，大径杆段1311内设置有伸缩孔道，且伸缩孔道的轴线与大径杆段1311的轴线重合，小径杆段1312可移动设置于伸缩孔道内。大径杆段1311上沿大径杆段1311的轴向设置有多个第一档位孔，小径杆段1312上设置有第一档位孔(未图示)适配的第二档位孔(未图示)，档位件150同时连接第二档位孔与其中一个第一档位孔。在本实施例中，通过档位件150连接第二档位孔与不同的第一档位孔，可以使得钻身110具有不同的可移动距离范围，使得伞臂130具有不同的撑开角度，从而实现机械扩孔钻头的不同扩孔钻径。

可以理解的是，当档位件150连接第二档位孔与最靠近钻身110的第一档位孔时，钻身110具有最大的移动范围，伞臂130可以达到最大撑开角度，机械扩孔钻头的扩孔钻径最大。当档位件150连接第二档位孔与最靠近钻尖120的第一档位孔时，钻身110具有最小的移动范围，伞臂130达到最小撑开角度，机械扩孔钻头的扩孔钻径最小。档位件150可以为销轴、销钉、螺钉或其他等同连接体，在此不进行限制。

在其他实施例中，还可以是第一档位孔的数量为1个，第二档位孔的数量为多个，且第二档位孔沿支撑杆131的轴线设置。

在其他实施例中，参见图5和图6，小径杆段1312上设置有安装孔，档位件150包括设置于所述安装孔内的安装柱、套设于安装柱上的压缩弹簧、以及与安装柱连接卡块，压缩弹簧的两端分别与卡块和安装孔抵接，且卡块的横截面为直角三角形。对应地，大径杆段1311的内壁上设置有卡槽，卡槽的横截面为与卡块的横截面形状适配的三角形，且直角三角形的斜边设置于与钻杆钻进时的旋向相反的方向。同时，沿大径杆段1311的轴向设置有多个卡槽，以形成不同的长度档位。当需要调整小径杆段1312伸入小径杆段1312内的距离时，反着钻杆的旋向旋转小径杆段1312，小径杆段1312上的卡槽沿斜边朝安装孔内运动至合适位置时，小径杆段1312能够沿大径杆段1311移动，以调整距离。当确定长度档位后，顺着钻杆的旋向旋转小径杆段1312，卡块运动卡槽时，在复位弹簧的作用下进入卡槽内，此时不能转动，实现了大径杆段1311和小径杆段1312之间的相对固定。可以理解的是，档位件150沿小径杆段1312的轴向设置有多个。

可以理解的是，参见图8，第一钻臂132与机械扩孔钻头的旋转方向对应的侧边为锯齿形，或其上凸设有硬质合金块或金刚石，以增强第一钻臂132对土层的切割能力。

在一优选实施例中，参见图1和图7，钻尖120包括沿支撑杆131的轴线均匀分布的多个钻尖臂，钻尖臂包括首尾连接的第一臂121、第二臂122和第三臂123，第一臂121和第二臂122之间夹角为断交，且多个钻尖臂的第一臂121的端部相互连接，第三臂123与支撑杆131固接，第一臂121上朝机械扩孔钻头的钻进方向凸设有锯齿或金刚石或硬质合金块。

在其他实施例中，钻尖120还可以采用现有的钻尖120形式，在此赘述。

为了实现钻尖120的更换和可拆卸，钻尖120包括第一轴套(未图示)，第三臂123连接于第一轴套上，第一轴套与支撑杆131可拆卸连接。例如，第一轴套与支撑杆131螺纹旋接。

进一步地，为了实现伞臂130的可拆卸，同时增加机械扩孔钻头的实用性，伞臂130包括第二轴套(未图示)，第二钻臂133与第二轴套铰接，第二轴套与钻身110可拆卸连接。同时，第一轴套的内径与轴套的内径相同，可以在拆除伞臂130的同时，直接将钻尖120安装与钻身110上，实现机械扩孔钻头的多用途。

进一步地，参见图1，为了增强支撑杆131与第一钻臂132的连接稳定性，在支撑杆131上固设有连接盘160，连接盘160设置于钻尖120和钻身110之间，且第一钻臂132与连接盘160铰接。连接盘160优选为圆盘。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械扩孔钻头，其特征在于，包括钻身、钻尖、伞臂和止动件，所述伞臂包括支撑杆和沿所述支撑杆均匀设置的多个钻臂，所述钻尖固接于所述支撑杆的第一端，所述钻身沿所述钻身的轴线可移动设置于所述支撑杆的第二端，所述止动件可拆卸地连接所述支撑杆和所述钻身，用于限制所述钻身相对所述支撑杆移动；

所述钻臂包括铰接的第一钻臂和与第二钻臂，且所述第一钻臂远离所述第二钻臂的一端与所述支撑杆铰接，所述第二钻臂远离所述第一钻臂的一端与所述钻身铰接。

2.如权利要求1所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述止动件为销钉，所述支撑杆和所述钻身上均设置有与所述销钉适配的连接孔，所述销钉同时插入所述支撑杆的所述连接孔和所述钻身的所述连接孔。

3.如权利要求1所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述支撑杆的第二端设置有外花键，所述钻身的第一端设置有与所述外花键啮合的内花键。

4.如权利要求1所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述支撑杆包括连接的大径杆段和小径杆段，所述大径杆段的外径大于所述小径杆段的外径，所述钻尖、所述第一钻臂连接于所述大径杆段，所述钻身连接于所述小径杆段，所述小径杆段上套设有复位弹簧，且所述复位弹簧的两端分别与所述大径杆段和所述钻身抵接。

5.如权利要求4所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述支撑杆还包括档位件，所述大径杆段内设置有伸缩孔道，所述小径杆段可移动设置于所述伸缩孔道内，其中：

所述大径杆段上沿所述大径杆段的轴向设置有多个第一档位孔，所述小径杆段上设置有与所述第一档位孔适配的第二档位孔，所述档位件同时连接所述第二档位孔与其中一个所述第一档位孔；

或，所述小径杆段上设置有安装孔，所述档位件包括设置于所述安装孔内的安装柱、套设于所述安装柱上的压缩弹簧、以及与所述安装柱连接卡块，压缩弹簧的两端分别与所述卡块和所述安装孔抵接，且卡块的横截面为直角三角形，所述大径杆段的内壁上设置有卡槽，所述卡槽的横截面为与所述卡块的横截面形状适配的三角形，且直角三角形的斜边设置于与钻杆钻进时的旋向相反的方向。

6.如权利要求1至5中任一项所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述第一钻臂与所述机械扩孔钻头的旋转方向对应的侧边为锯齿形；

或，所述第一钻臂与所述机械扩孔钻头的钻进方向对应的侧边上凸设有硬质合金块或金刚石。

7.如权利要求1至5中任一项所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述钻尖包括沿所述支撑杆的轴线均匀分布的多个钻尖臂，所述钻尖臂包括首尾连接的第一臂、第二臂和第三臂，所述第一臂和所述第二臂之间夹角为钝角，且多个所述钻尖臂的所述第一臂的端部相互连接，所述第三臂与所述支撑杆固接，所述第一臂上朝所述机械扩孔钻头的钻进方向凸设有锯齿或金刚石或硬质合金块。

8.如权利要求7所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述钻尖还包括第一轴套，所述第三臂连接于所述第一轴套上，所述第一轴套与所述支撑杆可拆卸连接。

9.如权利要求8所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述伞臂还包括第二轴套，所述第二钻臂与所述第二轴套铰接，所述第二轴套与所述钻身可拆卸连接，且所述第一轴套的内径与所述第二轴套的内径相同。

10.如权利要求1至5中任一项所述的机械扩孔钻头，其特征在于，所述支撑杆上固设有连接盘，所述连接盘设置于所述钻尖和所述钻身之间，所述第一钻臂与所述连接盘铰接。

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