CN214697675U - 对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，包括钻筒，所述钻筒的下端设有安装板，所述安装板上分布有切削具，安装板的下侧转动安装有水平安装轴，该水平安装轴上设置有刀盘，刀盘的下端超过所述切削具，钻筒内设有电机，电机的输出轴上连接有驱动轴，该驱动轴与水平安装轴动力连接，所述水平安装轴通过弹性机构可上下浮动的支撑在安装板的下侧。本实用新型的有益效果是：不仅能够显著地提升钻孔效率，而且还能够延长刀盘的使用寿命。

Description

对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头

技术领域

本实用新型涉及一种用于地质钻孔的器具，具体涉及一种对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头。

背景技术

旋挖钻机是一种成孔作业的施工机械，大范围的应用在桥隧施工以及地基打桩等施工场景中，其工作原理是靠动力头驱动钻杆，实现前端钻头的回转运动，以达到切削、粉碎岩土的作用，然后岩土提升至孔外卸土，经周期性循环作业即可完成钻孔。

在钻头工作过程中，主要是通过其前端的切削具(截齿或牙轮)进行地质搅碎，从而实现钻孔的掘进开挖。由于地质环境的不同，在遇到硬度和完整度均较大的岩石时，切削具只会不停地与岩石表面产生摩擦，并不能够形成明显的掘进，严重影响着钻孔效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，用以解决背景技术中所指出的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，包括钻筒，所述钻筒的下端设有安装板，所述安装板上分布有切削具，其关键在于：所述安装板的下侧转动安装有水平安装轴，该水平安装轴上设置有刀盘，刀盘的下端超过所述切削具，钻筒内设有电机，电机的输出轴上连接有驱动轴，该驱动轴与水平安装轴动力连接，所述水平安装轴通过弹性机构可上下浮动的支撑在安装板的下侧。

采用上述结构，在钻孔施工时，电机驱动刀盘转动，刀盘优先于切削具在硬质岩层上先旋切出环形槽，然后再由后面的切削具将环形槽对应的槽壁捣碎，能够显著地提升钻孔效率。并且钻头旋转工作时，弹性机构能够减缓刀盘与硬质岩石之间的直接冲击力，能够延长刀盘的使用寿命。

作为优选：所述弹性机构包括竖直安装轴和套装在竖直安装轴上的第一弹簧，所述竖直安装轴的上端与安装板滑动配合，下端设有连接部，所述第一弹簧抵接在安装板与连接部之间，所述水平安装轴转动安装在连接部上。采用上述结构，刀盘受到硬质岩石的冲击力时，竖直安装轴向上滑动迫使第一弹簧压缩，从而吸收冲击力。

作为优选：所述驱动轴与所述水平安装轴之间通过锥齿轮组连接，电机安装在安装板的上侧，驱动轴沿竖直方向可上下滑动地穿过安装板，驱动轴的下端具有限位部，限位部与安装板的下侧之间设置有第二弹簧。采用上述结构，电机工作即可驱动刀盘在硬质岩层上旋切出环形槽。其中，第二弹簧能够保证锥齿轮组啮合的有效性。

作为优选：所述输出轴与驱动轴之间通过花键滑动套接。采用上述结构，能够保证输出轴与驱动轴之间传动的可靠性。

作为优选：所述安装板的下侧设置有安装盒，安装盒的内部具有装配腔室，所述装配腔室的两端内壁上设有支撑槽，所述水平安装轴的两端位于支撑槽内，支撑槽的高度大于水平安装轴的直径。采用上述结构，以便于装配。

作为优选：所述安装盒的下端具有与刀盘相适应的避让缺口。采用上述结构，能够保证刀盘从安装盒的下端露出，以实现切削。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

在钻孔施工时，电机驱动刀盘转动，刀盘优先于切削具在硬质岩层上先旋切出环形槽，然后再由后面的切削具将环形槽对应的槽壁捣碎，能够显著地提升钻孔效率。

附图说明

图1为本实用新型钻头的结构示意图；

图2为钻头下半部分的剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，一种对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，钻筒1为下端敞口的空心结构，钻筒1的敞口端固设有安装板2，安装板2上分布有切削具3，在本实施例中，切削具2优选为截齿，安装板2的下侧固定装配有安装盒11，安装盒11的内部成型有装配腔室11a，装配腔室11a内设有水平安装轴4，水平安装轴4上固套有圆盘结构的刀盘5，刀盘5可以是比较薄的刀片形式，也可以是比较厚的滚轮形式，水平安装轴4通过弹性机构6可上下浮动的支撑在安装板2的下侧，钻头钻孔施工过程中，由于弹性机构6的设置，刀盘5与硬质岩层之间的刚性碰撞可转化成弹性碰撞，即：刀盘5下端撞击在硬质岩层上时，可以向内安装盒11内溃缩，以减缓刀盘5受到的冲击力，达到延长刀盘使用寿命的目的。

在本实施例中，弹性机构6的具体实施结构如下：

弹性机构6包括竖直安装轴6a和套装在竖直安装轴6a上的第一弹簧6b，竖直安装轴6a的上端与安装板2滑动配合，竖直安装轴6a的下端一体成型有连接部6a1，第一弹簧6b抵接在安装板2与连接部6a1之间，水平安装轴4转动安装在连接部6a1上，刀盘5受到硬质岩石的冲击力时，竖直安装轴6a向上滑动迫使第一弹簧6b压缩，从而吸收冲击力。

进一步的，如图2所示，为提升切削效率，安装盒11内设有两根上述水平安装轴4，两根水平安装轴4同轴布置且均安装有刀盘5。装配腔室11a的两端内壁上设有支撑槽11b，水平安装轴4的端部位于支撑槽11b内，在刀盘5的下端刃口向内安装盒11内溃缩时，水平安装轴4也会同步向上运动，为了避免运动干涉，支撑槽11b的高度应当大于水平安装轴4的直径。为了保证刀盘5从安装盒11的下端露出，以实现切削，安装盒11的下端具有与刀盘5相适应的避让缺口11c。

为了保证刀盘5能够在硬质岩石上主动旋切出环形槽时，本实施例提供了一种驱动系统用于驱动刀盘5转动，其结构包括电机7和驱动轴8，电机7安装在钻筒1内，电机7的输出轴7a与驱动轴8连接，驱动轴8沿竖直方向穿过安装板2并与水平安装轴4动力连接，电机7工作即可驱动刀盘5独立转动，在钻孔施工时，刀盘5优先于切削具3在硬质岩层上先旋切出环形槽，然后再由后面的切削具3将环形槽对应的槽壁捣碎，能够显著地提升钻孔效率。

由于驱动轴8与水平安装轴4垂直，所以驱动轴8与水平安装轴4之间可以通过锥齿轮组9、软轴等方式实现动力传动。在通过锥齿轮组9进行动力传递时，为了保证锥齿轮组9啮合的有效性，输出轴7a与驱动轴8之间通过花键滑动套接，驱动轴8通过第二弹簧10可上下浮动的支撑在安装板2上，为方便安装第二弹簧10，驱动轴8的下端具有限位部8a，第二弹簧10套在驱动轴8上并位于限位部8a与安装板2的下侧之间。在传动过程中，花键连接的方式既保证了驱动轴8与输出轴7a的同步转动，又保证了驱动轴8能够上下滑动，第二弹簧10则能够保证锥齿轮组持续保持啮合状态。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，包括钻筒(1)，所述钻筒(1)的下端设有安装板(2)，所述安装板(2)上分布有切削具(3)，其特征在于：所述安装板(2)的下侧转动安装有水平安装轴(4)，该水平安装轴(4)上设置有刀盘(5)，刀盘(5)的下端超过所述切削具(3)钻筒(1)内设有电机(7)，电机(7)的输出轴(7a)上连接有驱动轴(8)，该驱动轴(8)与水平安装轴(4)动力连接，所述水平安装轴(4)通过弹性机构(6)可上下浮动的支撑在安装板(2)的下侧。

2.根据权利要求1所述的对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，其特征在于：所述弹性机构(6)包括竖直安装轴(6a)和套装在竖直安装轴(6a)上的第一弹簧(6b)，所述竖直安装轴(6a)的上端与安装板(2)滑动配合，下端设有连接部(6a1)，所述第一弹簧(6b)抵接在安装板(2)与连接部(6a1)之间，所述水平安装轴(4)转动安装在连接部(6a1)上。

3.根据权利要求1或2所述的对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，其特征在于：所述驱动轴(8)与所述水平安装轴(4)之间通过锥齿轮组(9)连接，电机(7)安装在安装板(2)的上侧，驱动轴(8)沿竖直方向可上下滑动地穿过安装板(2)，驱动轴(8)的下端具有限位部(8a)，限位部(8a)与安装板(2)的下侧之间设置有第二弹簧(10)。

4.根据权利要求3所述的对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，其特征在于：所述输出轴(7a)与驱动轴(8)之间通过花键滑动套接。

5.根据权利要求1所述的对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，其特征在于：所述安装板(2)的下侧设置有安装盒(11)，安装盒(11)的内部具有装配腔室(11a)，所述装配腔室(11a)的两端内壁上设有支撑槽(11b)，所述水平安装轴(4)的端部位于支撑槽(11b)内，支撑槽(11b)的高度大于水平安装轴(4)的直径。

6.根据权利要求5所述的对硬质岩层具有更好旋切作用的钻头，其特征在于：所述安装盒(11)的下端具有与刀盘(5)相适应的避让缺口(11c)。

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