CN210827444U - 一种桩机钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种桩机钻杆，包括定位轴以及若干沿定位轴的轴向方向上依次外套设的分转体；其中，定位轴与分转体之间转动连接，相邻的两个分转体之间连接有变向传动机构，当外部动力装置驱动处在最顶端的分转体旋转时，通过变向传动机构使各分转体转动，且相邻的两个分转体之间的旋转方向相反。本实用新通过分段设置的分转体和处在相邻两个分转体之间的变向传动机构，使钻杆的外壁能够双向转动，实现双向搅拌的效果，提高搅拌效率和保证搅拌均匀。

Description

一种桩机钻杆

技术领域

本实用新型涉及桩机技术领域，尤其涉及一种桩机钻杆。

背景技术

水泥土搅拌桩使用于加固饱和软黏土地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过回转的搅拌叶片在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。

现有技术公开了一种单动力双向水泥土搅拌桩搅拌装置，该单动力双向水泥土搅拌桩搅拌装置包括动力传动装置、内钻杆和外钻杆，该动力传动装置使单动力传动装置，动力传动装置的动力输出部件与内钻杆连接，内钻杆和外钻杆通过传动装置连接。在上述技术方案中，由单动力装置带动内钻杆转动，内钻杆的转动通过传动装置传递至外钻杆，实现外钻杆的反向转动。

然而在上述技术方案中，由于内钻杆处在外钻杆内，内钻杆和外钻杆相对反向转动，在搅拌时，在内钻杆和外钻杆的端部能够实现双向搅拌的作用，并且在搅拌时，仅有外钻杆的外壁能够实现搅拌作用，内钻杆上被外钻杆围绕的外壁无法实现搅拌作用，因而内钻杆的外壁和外钻杆的外壁无法实现同时双向搅拌的作用，因此搅拌效率较低，搅拌均匀效果有待进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够在钻杆外壁实现双向搅拌作用的桩机钻杆。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种桩机钻杆，包括定位轴以及若干沿定位轴的轴向方向上依次外套设的分转体；其中，定位轴与分转体之间转动连接，相邻的两个分转体之间连接有变向传动机构，当外部动力装置驱动处在最顶端的分转体旋转时，通过变向传动机构使各分转体转动，且相邻的两个分转体之间的旋转方向相反。

作为优选，所述变向传动机构包括两个相对设置的圆锥齿轮、啮合装配于两个圆锥齿轮之间的传动齿轮以及用于支撑传动齿轮的封闭式齿轮架；其中，两个所述圆锥齿轮分别安装固定在相邻的两个分转体之间相互靠近的端面上且开设供定位轴贯穿的通孔。

作为优选，所述齿轮架轴向套设在定位轴上，且齿轮架与定位轴连接固定，齿轮架的两端分别与相邻的两个分转体之间转动连接，且齿轮架与分转体之间的接触面处设有动密封结构。

作为优选，所述齿轮架形成有内容空腔，两个圆锥齿轮均位于齿轮架的内容空腔内，所述齿轮架的内壁形成有朝向定位轴的中轴线突起的支撑轴，传动齿轮套设在支撑轴上且与支撑轴转动连接。

作为优选，所述齿轮架的侧壁上开设有定位孔，定位轴在径向上开设有与定位孔相对应的连接孔，贯穿定位孔的螺栓或定位销插设于所述连接孔中以使齿轮架与定位轴连接固定。

作为优选，所述处在最下方的分转体的底端设有钻头，钻头上设置有一圈以上沿钻头轴向延伸的螺旋叶片。

作为优选，所述螺旋叶片表面设有若干绕螺旋叶片的螺旋线间隔分布的摩擦齿；

优选的，所述螺旋叶片的起始部和/或螺旋叶片的外周缘形成有切削刃。

作为优选，至少部分分转体上设有若干沿分转体轴向间隔布置的搅拌叶片组；

优选的，螺旋叶片的切削半径大于等于搅拌叶片组的最大搅拌半径。

作为优选，所述搅拌叶片组包括两个以上绕分转体周向间隔分布的搅拌叶片，且搅拌叶片的长度方向垂直于分转体的中轴线。

作为优选，所述搅拌叶片的搅拌叶面倾斜于分转体的中轴线，且在桩机钻杆的正视图方向看，至少部分搅拌叶片的搅拌叶面沿顺时针斜向下倾斜，或者至少部分搅拌叶片的叶面沿逆时针方向斜向下倾斜。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的桩机钻杆中，在定位轴上沿轴向依次套设数个分转体，使钻杆的旋转部分形成数个分段的结构，再通过在相邻的分转体之间设置变向传动机构，在下钻时，当外部动力装置驱动最顶端的分转体旋转时，变向传动机构能传递动力，使各分转体均能够旋转，并且使相邻的两个分转体之间旋转方向相反，从而使钻杆的外壁能够实现双向转动，相对于现有的单向转动搅拌，大幅提高搅拌效率，并保证搅拌均匀效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例中桩机钻杆的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中桩机钻杆的截面示意图；

图3为图2中字母A处的局部放大图；

图4为图2中字母B处的局部放大图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种桩机钻杆，包括定位轴1以及多个分转体2，多个分转体2沿定位轴1的轴向方向上依次外套设，当然，在本实用新型提供的桩机钻杆中，在较浅的施工场合，至少两个分转体2即可满足设计要求。桩机钻杆中，定位轴1与分转体2之间转动连接即在定位轴1静止不转动的情形下，分转体2可在外部动力装置驱动下相对于定位轴1自由转动。相邻的两个分转体2之间连接有变向传动机构3，当外部动力装置驱动处在最顶端的分转体2旋转时，通过变向传动机构3使各分转体转动，且相邻的两个分转体2之间的旋转方向相反。

在上述结构中，在定位轴1上套设若干分转体2，并且分转体2与定位轴1之间转动连接，使钻杆形成分段的结构，而且分转体2能绕定位轴1周向运动，再通过在相邻的分转体2之间设置变向传动机构3，在下钻时，当外部的动力机构驱动最顶端的分转体2旋转时，由变向传动机构3传递动力，使其余的分转体2均能够旋转，并且可以使相邻的两个分转体2之间的旋转方向相反，从而使钻杆的外壁能够实现双向转动，提高搅拌效率和保证搅拌均匀效果。当然，变向传动机构3即可以改变相邻的两个分转体2之间的旋转方向，又可以改变相邻的两个分转体2之间的转速，使得搅拌效果进一步提高。

如图3所示，进一步的说，所述变向传动机构3包括两个圆锥齿轮31、传动齿轮32以及封闭式齿轮架33，其中，两个圆锥齿轮31相对设置分别安装固定在相邻的两个分转体2之间相互靠近的端面上且圆锥齿轮31上开设有供定位轴1贯穿的通孔，传动齿轮32啮合装配于两个圆锥齿轮31之间，齿轮架33用于支撑传动齿轮32。

在上述结构中，变向传动机构3构成行星齿轮系(即圆锥齿轮31为太阳齿轮，传动齿轮32为行星齿轮，齿轮架33为行星架)，在最上方的分转体2经外部动力机构驱动旋转时，安装在其端面的圆锥齿轮31随之旋转，使传动齿轮32旋转，带动另一个圆锥齿轮31反向旋转，从而使相邻的分转体2旋转并且旋转方向与之相反，由此可以通过上述结构的变向传动机构3带动其余的分转体2依次旋转，并且可以使相邻的两个分转体2之间的旋转方向相反。当然，由于变向传动机构3为行星齿轮系，因此改变行星齿轮系的传动比即改变两个圆锥齿轮31与传动齿轮32之间的传动比，可以使相邻的两个分转体2之间既能够改变旋转方向，也能够改变转速大小，实现双向差速转动。在本实施例中，圆锥齿轮31可以通过螺栓与分转体2的端面连接固定。

另外，由于分转体2与定位轴1之间转动连接，圆锥齿轮31安装固定在分转体2上，为减少分转体2与定位轴1之间的摩擦阻力，避免动力损耗过多，所以在本实施例中，在分转体2的两端与定位轴1之间设置有滚动轴承6。

更进一步的说，所述齿轮架33轴向套设在定位轴1上，且齿轮架33与定位轴1连接固定，齿轮架33的两端分别与相邻的两个分转体2之间转动连接。

在上述结构中，在一个变向传动机构3中，由于圆锥齿轮31进行转动时，若传动齿轮32绕圆锥齿轮31公转，则另一个圆锥齿轮31可能由于驱动力不足无法被传动齿轮32驱动旋转，因此传动齿轮32需要仅能够进行自转，所以齿轮架33需要固定在定位轴1上，而且定位轴1也不能转动，所以定位轴1也需要与外部机构连接固定。

除此之外，由于变向传动机构3设置在相邻的分转体2之间，齿轮架33的两端与相邻的两个分转体2之间转动连接，存在相对运动，必然而然的带来齿轮架33与分转体2之间存在连接缝隙的问题，而在实际工作过程中，地下土、砂等异物容易通过连接缝隙进入变向传动机构3中，影响变向传动机构3的正常运行，而且会增大圆锥齿轮31和传动齿轮32之间的摩擦损伤，减少使用寿命，因此齿轮架33与分转体2之间的接触面处设有动密封结构。具体的说，在齿轮架33与分转体2之间形成企口结构，并在企口结构内设置动密封圈7，以此避免异物进入变向传动机构3中。

更进一步的说，为了使齿轮架33能够与分转体2之间形成动密封连接，因此，安装在分转体2端部的圆锥齿轮31需要被齿轮架33包裹，因此齿轮架33形成有内容空腔331，两个圆锥齿轮32均位于齿轮架33的内容空腔331内，用于包裹圆锥齿轮31，而且为了支撑传动齿轮32，所述齿轮架33的内壁形成有朝向定位轴1的中轴线突起的支撑轴332，传动齿轮32套设在支撑轴332上且与支撑轴332转动连接。在本实施例中，传动齿轮32通过螺栓与垫片将传动齿轮32定位在支撑轴上332，并且传动齿轮32与支撑轴332之间设置有滚动轴承(图中未显示)。

更进一步的说，由于齿轮架33需要与定位轴1连接固定，在所述齿轮架33的侧壁上开设有定位孔333，定位轴1在径向上开设有与定位孔333相对应的连接孔，贯穿定位孔333的螺栓或定位销插设于所述连接孔中以使齿轮架33与定位轴1连接固定。

如图1和图2所示，为了使本实施例的桩机钻杆能够下钻，并且能够在下钻时将周围的土层破坏扩大钻孔，处在最下方的分转体2的底端设有钻头4，钻头4上设置有一圈以上沿钻头轴向延伸的螺旋叶片41。在下钻过程中，由钻头4钻出小孔，后通过设置在钻头4上设置螺旋叶片41，使钻杆在下钻时，螺旋叶片41旋转进而破坏土层，提高下钻效率。其中在沿钻头4从上之下的方向上，螺旋叶片41的回转半径可以依次减小，使土层能够逐渐被扩大，避免螺旋叶片41与土层之间阻力过大，导致下钻效率降低，同时也可以减少螺旋叶片41的摩擦损伤。

当然，为了使本实用新型的桩机钻杆能够应用于水泥土搅拌桩机的使用，定位轴1为中空筒形(图中未显示)，并且在钻头4上开设有与定位轴1的中空通道相连通的喷浆口(图中未显示)，当最下方的分转体2带动钻头4旋转时，能从钻头4的喷浆口处喷射出泥浆或者水泥灰，并与泥土进行混合。

进一步的说，如图4所示，为了提高螺旋叶片41的扩土效果，提高下钻效率，在所述螺旋叶片41的表面设有若干绕螺旋叶片41的螺旋线间隔分布的摩擦齿411，摩擦齿411可以为任意规则或不规则结构。另外，在所述螺旋叶片41的起始部和/或螺旋叶片41的外周缘形成切削刃，使螺旋叶片41更容易破坏土层。

除此之外，由于在螺旋叶片41将钻孔扩大搅碎后，需要将螺旋叶片41输送出的砂土和在钻头4喷射出的泥浆或水泥灰等物料进行充分搅拌，在至少部分分转体2上设有若干沿分转体2轴向间隔布置的搅拌叶片组。

由于搅拌叶片组的长度一般会比较长，为了避免搅拌叶片组在搅拌过程中受到过大的阻力或者在搅拌过程中与未被螺旋叶片41搅碎的土层发生碰撞而导致搅拌叶片组断裂或者折弯的情况发生，优选的，所述螺旋叶片41的切削半径大于等于搅拌叶片组的最大搅拌半径，使螺旋叶片41在扩孔后，搅拌叶片组能够充分发挥搅拌作用。

进一步的说，所述搅拌叶片组包括两个以上搅拌叶片5，搅拌叶片5绕分转体2周向间隔分布，且搅拌叶片5的长度方向垂直于分转体2的中轴线。

在上述结构中，两个以上搅拌叶片5轴向间隔分布于分转体2上，可以避免在下钻过程中，土层对搅拌叶片4的阻力不均匀，从而导致钻杆发生倾斜，使钻孔无法达到使用要求。当然在同一个分转体2上，上下相邻的搅拌叶片5可以错位布置，使分转体2在旋转过程中，搅拌叶片5能够形成多次搅拌，提高搅拌效果。如图1所示，在同一个搅拌叶片组中，搅拌叶片5的长度都是相同的，当然各搅拌叶片5的长度也可以是不同的。当搅拌叶片5的长度不同时，在同一搅拌叶片组中，不同长度的搅拌叶片5对同一层面的泥土进行搅拌所产生的搅拌效果不同，因此能够使搅拌的效果更充分。优选的，在上下相邻的搅拌叶片中，长度较长的搅拌叶片和长度较短的搅拌叶片之间交错分布。

更进一步的说，所述搅拌叶片5的搅拌叶面倾斜于分转体2的中轴线，且在桩机钻杆的正视图方向看，至少部分搅拌叶片5的搅拌叶面沿顺时针斜向下倾斜，或者至少部分搅拌叶片5的叶面沿逆时针方向斜向下倾斜。其中，搅拌叶片5可以使焊接在分转体2上，或者是在搅拌叶片5的端部向外延伸出与分转体2侧面相贴合的延伸部，再通过紧固件将搅拌叶片5与分转体2连接固定，紧固件可以使螺栓或螺钉等螺纹紧固件。

在上述结构中，由于搅拌叶片5在旋转过程中，通过搅拌叶片4的侧表面挤压被螺旋叶片3搅碎的泥土，使泥土向上越过搅拌叶片5或向下钻过搅拌叶片5，从而使泥土进一步被搅碎，因此为了使泥土能够获得更好的搅拌效果，将搅拌叶片5的叶片倾斜于分转体2的中轴线设置，而且至少部分搅拌叶片5的叶面沿顺时针方向斜向下倾斜，或者，至少部分搅拌叶片5的叶面沿逆时针方向斜向下倾斜，通过上述设置，在搅拌叶片5旋转时，泥土在被搅拌叶片挤压时，泥土能够向上或者向下运动更多的距离，使搅拌更加充分，除此之外，由于搅拌叶片5与水平方向具有一定的夹角，搅拌叶片5能够能加容易的铲起与之同一平面的泥土，搅拌叶片5所受的阻力更小，搅拌叶片5不易折断。当然，由于相邻的分转体2之间的旋转方向相反，因此，相邻的分转体2之间的搅拌叶片5的倾斜方向也相反。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种桩机钻杆，其特征在于，包括定位轴(1)以及若干沿定位轴(1)的轴向方向上依次外套设的分转体(2)；

其中，定位轴(1)与分转体(2)之间转动连接，相邻的两个分转体(2)之间连接有变向传动机构(3)，当外部动力装置驱动处在最顶端的分转体(2)旋转时，通过变向传动机构(3)使各分转体转动，且相邻的两个分转体(2)之间的旋转方向相反。

2.根据权利要求1所述的桩机钻杆，其特征在于，所述变向传动机构(3)包括两个相对设置的圆锥齿轮(31)、啮合装配于两个圆锥齿轮之间的传动齿轮(32)以及用于支撑传动齿轮(32)的封闭式齿轮架(33)；

其中，两个所述圆锥齿轮(31)分别安装固定在相邻的两个分转体(2)之间相互靠近的端面上且开设供定位轴(1)贯穿的通孔。

3.根据权利要求2所述的桩机钻杆，其特征在于，所述齿轮架(33)轴向套设在定位轴(1)上，且齿轮架(33)与定位轴(1)连接固定，齿轮架(33)的两端分别与相邻的两个分转体(2)之间转动连接，且齿轮架(33)与分转体(2)之间的接触面处设有动密封结构。

4.根据权利要求2或3所述的桩机钻杆，其特征在于，所述齿轮架(33)形成有内容空腔(331)，两个圆锥齿轮(31)均位于齿轮架(33)的内容空腔(331)内，所述齿轮架(33)的内壁形成有朝向定位轴(1)的中轴线突起的支撑轴(332)，传动齿轮(32)套设在支撑轴(332)上且与支撑轴(332)转动连接。

5.根据权利要求3所述的桩机钻杆，其特征在于，所述齿轮架(33)的侧壁上开设有定位孔(333)，定位轴(1)在径向上开设有与定位孔(333)相对应的连接孔，贯穿定位孔(333)的螺栓或定位销插设于所述连接孔中以使齿轮架(33)与定位轴(1)连接固定。

6.根据权利要求1所述的桩机钻杆，其特征在于，所述处在最下方的分转体(2)的底端设有钻头(4)，钻头(4)上设置有一圈以上沿钻头轴向延伸的螺旋叶片(41)。

7.根据权利要求6所述的桩机钻杆，其特征在于，所述螺旋叶片(41)表面设有若干绕螺旋叶片(41)的螺旋线间隔分布的摩擦齿(411)。

8.根据权利要求7所述的桩机钻杆，其特征在于，所述螺旋叶片(41)的起始部和/或螺旋叶片(41)的外周缘形成有切削刃。

9.根据权利要求1所述的桩机钻杆，其特征在于，至少部分分转体(2)上设有若干沿分转体(2)轴向间隔布置的搅拌叶片组。

10.根据权利要求9所述的桩机钻杆，其特征在于，螺旋叶片(41)的切削半径大于等于搅拌叶片组的最大搅拌半径。

11.根据权利要求9所述的桩机钻杆，其特征在于，所述搅拌叶片组包括两个以上绕分转体(2)周向间隔分布的搅拌叶片(5)，且搅拌叶片(5)的长度方向垂直于分转体(2)的中轴线。

12.根据权利要求11所述的桩机钻杆，其特征在于，所述搅拌叶片(5)的搅拌叶面倾斜于分转体(2)的中轴线，且在桩机钻杆的正视图方向看，至少部分搅拌叶片(5)的搅拌叶面沿顺时针斜向下倾斜，或者至少部分搅拌叶片(5)的叶面沿逆时针方向斜向下倾斜。

Images