CN214532805U - 一种旋挖钻机及筒钻 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋挖钻机及筒钻，其中筒钻包括筒体、刀翼组件和切削齿。在筒体用于在硬岩地层内钻进的一面设置多组刀翼组件，通过刀翼组件上设置有用于对硬岩地层进行切削的切削齿，具体的，刀翼组件的第一刀翼和第二刀翼的切削齿以剪切方式破坏硬岩地层，相对现有技术中通过截齿筒钻和牙轮筒钻进行钻进的方式，研磨破岩效率更高，在硬岩地层内的钻进速度更快，从而在一定程度上提高了旋挖钻机在硬岩地层内的成孔效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程机械设备技术领域，特别涉及一种旋挖钻机及筒钻。
背景技术
高速公路和高速铁路等建设时需要通过旋挖钻机在地下开挖细长孔。现有技术中旋挖钻机采用截齿筒钻和牙轮筒钻，通过旋转切削方式进给，而后取土成孔，该种钻进方式适用于我国大部分地区的地层土壤条件，但是在钻进硬岩地层时，硬岩地层很容易磨损旋挖钻机的筒钻，导致旋挖钻机在硬岩地层内的侵入效率降低，导致成孔时间长。
因此，如何提高旋挖钻机在硬岩地层内的钻进速度，同时提高旋挖钻机在硬岩地层内的成孔效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种筒钻，以提高旋挖钻机在硬岩地层内的钻进速度，同时提高旋挖钻机在硬岩地层内的成孔效率。本实用新型还提供了一种旋挖钻机。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种筒钻，包括：
筒体，所述筒体上设置有多个贯穿所述筒体的筒壁的安装槽，多个所述安装槽沿所述筒体的周向方向开设；
刀翼组件，所述刀翼组件包括第一刀翼和第二刀翼，所述第一刀翼和所述第二刀翼均嵌入所述安装槽内且与所述安装槽固定连接，所述第一刀翼和所述第二刀翼分别位于相邻的两个所述安装槽内，所述第一刀翼的内保径面位于所述筒体内，所述第一刀翼的外保径面位于所述筒体外，所述第二刀翼的内保径面位于所述筒体外，所述第二刀翼的外保径面位于所述筒体内；
切削齿，所述切削齿安装在所述第一刀翼和所述第二刀翼朝向所述筒体的旋转方向的第一侧面及所述第一刀翼和所述第二刀翼与所述筒体的端面平行的第二侧面的连接位置，所述切削齿的自由端朝向所述筒体的旋转方向，所述切削齿的个数为多个，多个所述切削齿的排布方向沿所述筒体的径向方向。
优选的，在上述筒钻中，所述外保径面包括倾斜面和与所述筒体的轴线平行的第一竖直面，所述倾斜面自与所述第一竖直面连接的一端向着靠近所述内保径面的方向倾斜，
所述内保径面为台阶面，所述台阶面包括第二竖直面、弧形面和第三竖直面，所述第二竖直面与所述第一竖直面之间的距离小于所述第三竖直面与所述第一竖直面之间的距离，
所述第一刀翼和所述第二刀翼用于安装所述切削齿的一端的厚度大于所述第一刀翼和所述第二刀翼远离所述切削齿的一端的厚度。
优选的，在上述筒钻中，所述切削齿相对于所述筒体的端面倾斜布置，所述切削齿自与所述第一刀翼和所述第二刀翼连接的一端向着远离所述筒体的端面的方向倾斜。
优选的，在上述筒钻中，所述切削齿相对于所述筒体的端面的倾斜角度为5-10°。
优选的，在上述筒钻中，所述切削齿为PDC齿，或者，所述切削齿为碳化硼齿，或者所述切削齿为盾构刀。
优选的，在上述筒钻中，所述刀翼组件的组数为5-8组。
优选的，在上述筒钻中，所述第一刀翼和所述第二刀翼的表面设置有硬化层，所述硬化层的厚度为0.5-2mm。
优选的，在上述筒钻中，所述筒体与所述第一刀翼和所述第二刀翼焊接连接。
优选的，在上述筒钻中，还包括限位齿，
所述限位齿安装在所述第一刀翼和所述第二刀翼的第二侧面，所述限位齿的个数为多个且沿着所述筒体的径向方向依次设置；
还包括保径齿，所述保径齿设置在所述外保径面上。
一种旋挖钻机，包括筒钻，所述筒钻为上述任意一个方案中记载的所述筒钻。
从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的筒钻，包括筒体、刀翼组件和切削齿。在筒体用于在硬岩地层内钻进的一面设置多组刀翼组件，通过刀翼组件上设置有用于对硬岩地层进行切削的切削齿，具体的，刀翼组件的第一刀翼和第二刀翼的切削齿以剪切方式破坏硬岩地层，相对现有技术中通过截齿筒钻和牙轮筒钻进行钻进的方式，研磨破岩效率更高，在硬岩地层内的钻进速度更快，从而在一定程度上提高了旋挖钻机在硬岩地层内的成孔效率。
本方案还公开了一种旋挖钻机，包括筒钻，其中筒钻为上述任意一个方案中记载的筒钻。由于筒钻具有上述技术效果，具有该筒钻的旋挖钻机也具有同样的技术效果，在此不再赘述。
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获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的筒钻的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的筒钻的结构示意图；
图3为图1中A的局部放大图；
图4为本实用新型实施例提供的第一刀翼(第二刀翼)的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的第一刀翼(第二刀翼)的主视图；
图6为本实用新型实施例提供的第一刀翼(第二刀翼)的后视图；
图7为本实用新型实施例提供的第一刀翼(第二刀翼)的结构示意图。
其中，
1、筒体，2、刀翼组件，21、第一刀翼，22、第二刀翼，3、切削齿，4、限位齿，5、保径齿。
具体实施方式
本实用新型公开了一种筒钻，以提高旋挖钻机在硬岩地层内的钻进速度，同时提高旋挖钻机在硬岩地层内的成孔效率。本实用新型还公开了一种旋挖钻机。
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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图7。
本实用新型公开了一种筒钻，包括筒体1、刀翼组件2和切削齿3。
筒体1用于在硬岩地层内钻进的一端的端面设置有安装槽，安装槽的开口方向朝向筒体1的端面，且安装槽贯穿筒体1的侧壁。
安装槽的个数为多个，优选的，多个安装槽沿着筒体1的周向方向均匀开设。
如图1和2所示，刀翼组件2包括第一刀翼21和第二刀翼22，第一刀翼21和第二刀翼22分别安装在相邻的两个安装槽内，即第一刀翼21和第二刀翼22位于不同的安装槽内。为了保证刀翼组件2与筒体1组装的稳定性，第一刀翼21和第二刀翼22与安装槽固定连接。刀翼组件2包括两个刀翼，且第一刀翼21和第二刀翼22的个数相等，相应的，安装槽的个数为刀翼组件2的个数的两倍。
如图1和2所示，第一刀翼21和第二刀翼22分别位于相邻的两个安装槽内，第一刀翼21和第二刀翼22的布置方向相反。刀翼均包括内保径面和外保径面，刀翼的内保径面和外保径面为刀翼与安装槽配合后，刀翼与筒体1的径向方向垂直的两个面。本方案中第一刀翼21和第二刀翼22的结构完全相同，第一刀翼21和第二第一的布置方向相反为第一刀翼21的内保径面位于筒体1内，第一刀翼21的外保径面位于筒体1外，第二刀翼22的内保径面位于筒体1外，第二刀翼22的外保径面位于筒体1内，但是第一刀翼21和第二刀翼22沿筒体1的轴线方向上布置方向相同。
本方案中一个刀翼组件的第一刀翼21和第二刀翼22组成一个整体，一个刀翼组件对硬岩地层的切削面积等于第一刀翼21和第二刀翼22沿筒体的径向方向的厚度之和，增大了筒钻端面的切削面积，相应的，减小了刀翼组件单位面的切削阻力；同时第一刀翼21和第二刀翼22之间存在距离，第一刀翼21和第二刀翼22之间缝隙有利于切屑排出，保证筒钻一直进行有效切削，在一定程度上提高了筒钻的钻进效率。
切削齿3用于对硬岩地层进行切削。如图2所示，切削齿3安装在第一刀翼21和第二刀翼22朝向筒体1的旋转方向的第一侧面及第一刀翼21和第二刀翼22与筒体1的端面平行的第二侧面的连接位置，保证切削齿3能够凸出于第二侧面，对硬岩地层进行切削。切削齿3与第一刀翼21和第二刀翼22连接的一端为固定端，切削齿3远离第一刀翼21和第二刀翼22的一端为自由端，切削齿3的自由端朝向筒体1的旋转方向。
每个第一刀翼21和每个第二刀翼22上设置有多个切削齿3，多个切削齿3的排布方向沿筒体1的径向方向。
在本方案的一个具体实施例中，单个第一刀翼21和单个第二刀翼22上设置4-6个切削齿3，第一刀翼21和第二刀翼22上设置的切削齿3的数量可以相等，也可以不相等，具体数量由本领域技术人员根据实际需要进行设计，在此不做具体限定。
筒钻上设置的刀翼组件2的个数为5-8个，即筒钻包括5-8个第一刀翼21和5-8个第二刀翼22。
本方案公开的筒钻，在筒体用于在硬岩地层内钻进的一面设置多组刀翼组件2，通过刀翼组件2上设置有用于对硬岩地层进行切削的切削齿3，具体的，刀翼组件2的第一刀翼21和第二刀翼22的切削齿3以剪切方式破坏硬岩地层，相对现有技术中通过截齿筒钻和牙轮筒钻进行钻进的方式，研磨破岩效率更高，在硬岩地层内的钻进速度更快，从而在一定程度上提高了旋挖钻机在硬岩地层内的成孔效率。
另外，本方案公开的筒钻，切削齿3通过剪切破岩在硬岩地层内钻进，筒钻与基岩之间无冲击力，旋挖钻机运行平稳。
如图3和4所示，外保径面包括倾斜面和与筒体1的轴线平行的第一竖直面，倾斜面自与第一竖直面连接的一端向着靠近内保径面的方向倾斜，第一竖直面与倾斜面之间的夹角为钝角。
内保径面为台阶面，台阶面包括第二竖直面、弧形面和第三竖直面，第二竖直面与第一竖直面之间的距离小于第三竖直面与第一竖直面之间的距离，如图3和4所示，第一刀翼21和第二刀翼22能够插入安装槽的部分，自安装槽的槽底向远离安装槽的槽底的方向，第一刀翼21和第二刀翼22沿筒体1的径向方向的厚度逐渐增大，
第一刀翼21和第二刀翼22用于安装切削齿3的一端的厚度大于第一刀翼21和第二刀翼22远离切削齿3的一端的厚度，如图5和6所示，沿着筒体1的转动方向，第一刀翼21和第二刀翼22位于安装槽外的部分沿筒体1的轴线方向厚度逐渐增大。
切削齿3按照特定的角度排布再第一刀翼21和第二刀翼22上，切削齿3对地层起到切削作用。具体的，切削齿3相对于筒体1的端面倾斜布置，切削齿3自与第一刀翼21和第二刀翼22连接的一端向着远离筒体1的端面的方向倾斜，切削齿3相对于筒体1的端面的倾斜角度为5-10°。
为了降低对刀翼组件2的损坏，本方案在第一刀翼21和第二刀翼22上做硬化处理，硬化处理工艺可以是火焰喷焊、等离子对焊或者其他焊接技术，最终在第一刀翼21和第二刀翼22的表面形成牢固的冶金结合的高质量碳化物硬化层。
优选的，硬化层的厚度为0.5-2mm。
本方案公开的筒钻还包括限位齿4，限位齿4用于防止操作不当或者筒钻反转造成切削齿3的非正常磨损，对切削齿3起到保护作用。如图3所示，限位齿4安装在第一刀翼21和第二刀翼22的第二侧面，限位齿4的个数为多个且沿着筒体1的径向方向依次设置。本方案中多个限位齿4的设置方向与多个切削齿3的设置方向相同。
本方案公开的筒钻还包括保径齿5，保径齿5用于防止第一刀翼21和第二刀翼22与孔壁之间发生非正常磨损，对切削齿3起到保护作用。如图6所示，保径齿5安装在第一刀翼21和第二刀翼22的外保径面，保径齿5的个数至少为一个。
为了保证筒体1的安装槽与第一刀翼21和第二刀翼22的稳定连接，本方案中筒体1的安装槽的槽壁与第一刀翼21和第二刀翼22焊接连接。
筒体1的安装槽的槽壁与第一刀翼21和第二刀翼22还可以采用其他机械锁紧方式连接。
切削齿3可以为(PDCPolycrystalline Diamond Compact bit聚晶金刚石复合片)齿，或者，切削齿3为碳化硼齿，或者切削齿3为盾构刀。
本方案还公开了一种旋挖钻机，包括筒钻，其中筒钻为上述任意一个方案中记载的筒钻。
由于筒钻具有上述技术效果，具有该筒钻的旋挖钻机也具有同样的技术效果，在此不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种筒钻，其特征在于，包括：
筒体(1)，所述筒体(1)上设置有多个贯穿所述筒体(1)的筒壁的安装槽，多个所述安装槽沿所述筒体(1)的周向方向开设；
刀翼组件(2)，所述刀翼组件(2)包括第一刀翼(21)和第二刀翼(22)，所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)均嵌入所述安装槽内且与所述安装槽固定连接，所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)分别位于相邻的两个所述安装槽内，所述第一刀翼(21)的内保径面位于所述筒体(1)内，所述第一刀翼(21)的外保径面位于所述筒体(1)外，所述第二刀翼(22)的内保径面位于所述筒体(1)外，所述第二刀翼(22)的外保径面位于所述筒体(1)内；
切削齿(3)，所述切削齿(3)安装在所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)朝向所述筒体(1)的旋转方向的第一侧面及所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)与所述筒体(1)的端面平行的第二侧面的连接位置，所述切削齿(3)的自由端朝向所述筒体(1)的旋转方向，所述切削齿(3)的个数为多个，多个所述切削齿(3)的排布方向沿所述筒体(1)的径向方向。
2.根据权利要求1所述的筒钻，其特征在于，所述外保径面包括倾斜面和与所述筒体(1)的轴线平行的第一竖直面，所述倾斜面自与所述第一竖直面连接的一端向着靠近所述内保径面的方向倾斜，
所述内保径面为台阶面，所述台阶面包括第二竖直面、弧形面和第三竖直面，所述第二竖直面与所述第一竖直面之间的距离小于所述第三竖直面与所述第一竖直面之间的距离，
所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)用于安装所述切削齿(3)的一端的厚度大于所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)远离所述切削齿(3)的一端的厚度。
3.根据权利要求2所述的筒钻，其特征在于，所述切削齿(3)相对于所述筒体(1)的端面倾斜布置，所述切削齿(3)自与所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)连接的一端向着远离所述筒体(1)的端面的方向倾斜。
4.根据权利要求3所述的筒钻，其特征在于，所述切削齿(3)相对于所述筒体(1)的端面的倾斜角度为5-10°。
5.根据权利要求1所述的筒钻，其特征在于，所述切削齿(3)为PDC齿，或者，所述切削齿(3)为碳化硼齿，或者所述切削齿(3)为盾构刀。
6.根据权利要求1所述的筒钻，其特征在于，所述刀翼组件(2)的组数为5-8组。
7.根据权利要求1所述的筒钻，其特征在于，所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)的表面设置有硬化层，所述硬化层的厚度为0.5-2mm。
8.根据权利要求1所述的筒钻，其特征在于，所述筒体(1)与所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)焊接连接。
9.根据权利要求1所述的筒钻，其特征在于，还包括限位齿(4)，
所述限位齿(4)安装在所述第一刀翼(21)和所述第二刀翼(22)的第二侧面，所述限位齿(4)的个数为多个且沿着所述筒体(1)的径向方向依次设置；
还包括保径齿(5)，所述保径齿(5)设置在所述外保径面上。
10.一种旋挖钻机，其特征在于，包括筒钻，所述筒钻为权利要求1-9中任意一项所述的筒钻。
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