CN217106832U - 一种牙轮钻具及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及旋挖钻机相关技术领域，其目的是提供一种牙轮钻具及旋挖钻机，这种牙轮钻具可方便快速地更换牙轮机构，维修成本较低，而且能有效地导渣排渣，提高岩石破碎效率，确保施工进度。该牙轮钻具，包括筒体和沿周向设置在所述筒体底面的牙轮机构，所述牙轮机构与所述筒体的底面可拆卸连接，所述筒体上设置有导渣机构。本实用新型解决了现有牙轮钻具更换牙轮机构非常麻烦费力，而且钻渣无法排出、影响岩石破碎效率的问题。

Description

一种牙轮钻具及旋挖钻机

技术领域

本实用新型涉及旋挖钻机相关技术领域，具体涉及一种牙轮钻具及旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种用于工业和民用建设、港口、高速、高铁等桩基础行业中广泛使用的桩工机械，其工作原理是依靠底盘、桅杆、动力头等部件驱动钻杆，带动钻头切削取土，然后提升至孔外，不断重复作业直至成孔。钻具是旋挖钻机的重要部件之一，主要用于传递旋挖钻机动力装置的压力和扭矩，实现旋转和进给，并在此过程中切削岩土。其中，牙轮钻具特别适用于硬岩层的切削，能对中风化、微风化硬岩层进行研磨和破碎。

牙轮钻具主要包括筒体和安装在筒体底面的多个牙轮机构。其中，牙轮机构焊接在筒体底面，一旦牙轮机构发生损坏，就必须将损坏的牙轮机构整体切割掉，再重新焊接新的牙轮机构，更换操作十分繁琐，费时费力，维修成本很高。此外，牙轮机构在工作过程中，依靠研磨才能破碎岩石，而由于筒体的外壁是平整的圆柱面，研磨后的钻渣经常悬浮于牙轮钻具周围、无法排出，并且很容易糊住牙轮机构，导致牙轮机构不能切削新的岩面，而且这些钻渣还容易堵塞牙轮机构上的密封圈，使得牙轮机构不能灵活转动，会进一步影响牙轮钻具的岩石破碎效率，从而影响施工进度。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的牙轮钻具更换牙轮机构非常麻烦费力，而且钻渣无法排出、影响岩石破碎效率的缺陷，从而提供一种可方便快速地更换牙轮机构、能有效导渣排渣的牙轮钻具及旋挖钻机。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种牙轮钻具，包括筒体和沿周向设置在所述筒体底面的牙轮机构，所述牙轮机构与所述筒体的底面可拆卸连接，所述筒体上设置有导渣机构。

可选的，所述导渣机构包括导渣条，所述导渣条绕所述筒体的外壁螺旋设置，且所述导渣条的螺旋方向的切向与所述牙轮钻具的转动方向的切向相反，所述导渣条在所述筒体的下部形成导渣口。

可选的，所述导渣条的外边缘在所述牙轮钻具的作业内径和所述牙轮钻具的作业外径之间。

可选的，所述导渣机构还包括收渣铲，所述收渣铲的顶部与所述导渣口处的导渣条固定连接，所述收渣铲的长度方向垂直于所述筒体的径向布置。

可选的，所述收渣铲朝向所述转动方向的端部具有锥形部。

可选的，所述导渣机构还包括搅渣铲，所述搅渣铲与所述收渣铲沿径向对称布置，所述搅渣铲朝向所述转动方向的端部也具有锥形部。

可选的，所述牙轮机构包括牙轮组件，所述牙轮组件的顶部设置有安装组件，所述筒体的底部具有与所述安装组件配合的装配结构。

可选的，所述安装组件包括安装座，所述安装座上成型有至少两个安装孔，所述装配结构包括与所述安装孔匹配的装配孔，所述安装孔与所述装配孔通过紧固件可拆卸安装。

可选的，所述安装组件和所述装配结构其中之一包括定位销，另一包括与所述定位销匹配的定位孔。

一种旋挖钻机，包括钻杆，所述钻杆的下端设置有上述的牙轮钻具。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型提供的牙轮钻具，其中牙轮机构与筒体的底面可拆卸连接，拆装方便，在需要对牙轮机构进行更换时，能快速操作更换，从而降低维修成本，而且筒体上设置有导渣机构，能够将研磨后的钻渣及时排出，保证牙轮机构正常工作，提高岩石破碎效率，确保施工进度。

(2)本实用新型提供的牙轮钻具，导渣机构包括绕筒体外壁螺旋设置的导渣条，且导渣条的螺旋方向的切向与牙轮钻具的转动方向的切向相反，导渣条下部形成导渣口，钻渣从导渣口进入导渣条，随着牙轮钻具的转动，钻渣从下螺旋向上行进，直至从筒体上方排出，在此过程中，钻渣不会影响牙轮机构的研磨工作，从而保证牙轮机构的破碎效率。

(3)本实用新型提供的牙轮钻具，导渣机构还包括收渣铲，收渣铲设置在导渣口，且收渣铲的长度方向垂直于筒体的径向布置，收渣铲能够高效地将钻渣收入导渣口，使钻渣通过导渣条排出，提高钻渣的导出效率。

(4)本实用新型提供的牙轮钻具，导渣机构还包括搅渣铲，能辅助搅动钻渣，使钻渣更容易进入导渣口，提高钻渣的导出效率。

(5)本实用新型提供的牙轮钻具，其中牙轮机构的安装组件和筒体的装配结构其中之一包括有定位销，定位销能够使牙轮机构快速地找到其在筒体的安装位置，保证安装位置的准确性，提高安装速度，而且定位销能够使牙轮机构安装位置准确，能防止牙轮机构在研磨岩石时受到外力的剪切，提高其使用寿命。

(6)本实用新型提供的旋挖钻机，在钻杆的下端设置有本发明的牙轮钻具，能方便地更换牙轮机构，降低维修成本，而且能有效导向并排出钻渣，确保牙轮机构正常工作，提高岩石破碎效率，确保施工进度，提升旋挖钻机施工的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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示出了本实用新型牙轮钻具的示意图一；

图2示出了本实用新型牙轮钻具的示意图二；

图3示出了本实用新型牙轮钻具中牙轮机构的示意图；

图4示出了本实用新型牙轮钻具中筒体与牙轮机构装配位置的示意图；

图5示出了本实用新型旋挖钻机的示意图。

附图标记说明：

1-筒体，101-导渣条，102-导渣口，103-收渣铲，104-搅渣铲，105-连接方，106-透气孔；2-牙轮组件；301-安装座，302-安装孔，303-牙轮柄；4-定位销；5-钻杆，501-钻杆方头；6-螺栓；7-防松垫片；8-锁母；9-桩孔；10-旋挖钻机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1、2所示，是本实用新型牙轮钻具的优选实施例。

这种牙轮钻具适于安装在旋挖钻机等作业机械的钻杆上，在动力装置的驱动下牙轮钻具实现旋转和进给，并在此过程中进行岩土切削，辅助旋挖钻机等作业机械进行成孔施工。

该牙轮钻具包括筒体1和牙轮机构，其中筒体1整体为圆柱体结构，筒体1的顶端具有连接方105和透气孔106，连接方105用于与钻杆5下端的钻杆方头501进行安装连接，在进行安装时，钻杆方头501伸入连接方105内，当到达指定位置后，插上销轴、固定销轴，实现安装连接。

牙轮机构沿周向设置在筒体1的底面，并且牙轮机构与筒体1的底面可拆卸连接，使牙轮机构能方便地进行拆卸、更换，从而缩短维修时间、节约维护成本。此外，牙轮机构在筒体1的底面设置有多个，且设置位置和角度有固定要求，一部分牙轮机构朝外侧布置，另一部分牙轮机构朝内侧布置，且朝外侧布置的牙轮机构与朝内侧布置的牙轮机构间隔排布，以相互保护牙轮组件2的背部，提高使用寿命。朝内侧牙轮机构形成牙轮钻具的作业内径，朝外侧布置的牙轮机构形成牙轮钻具的作业外径，由于上述设置方式与现有技术相同，此不赘述。

如图3-4所示，牙轮机构包括牙轮组件2，牙轮组件2的顶部设置有安装组件，对应的，在筒体1的底部具有与安装组件配合的装配结构，安装组件与装配结构可拆卸连接。

在本实施例中，安装组件包括安装座301，安装座301上成型有至少两个安装孔302，装配结构包括与安装孔302匹配的装配孔，安装孔302与装配孔通过紧固件可拆卸安装。具体的，安装座301上成型有两个安装孔302，且两个安装孔302间隔地设置于安装座301的上表面，有利于安装结构的牢固和稳定。紧固件包括螺栓6、防松垫片7和锁母8，装配时螺栓6依次穿过防松垫片7、装配孔和安装孔302，进而通过锁母7进行紧固连接。

另外，为了实现安装组件的快速定位和安装，进一步节约安装时间，安装组件和装配结构其中之一包括定位销4，另一包括与定位销4匹配的定位孔。在本实施例中，安装组件包括定位销4，且定位销4的数量为一个，装配结构包括与定位销4匹配的定位孔，并且定位销4设置在安装座301的中间位置，两个安装孔302位于定位销4的两侧，为了方便装配，定位销4的轴向与两个安装孔302的轴向平行设置，定位销4可承受牙轮钻具在转动过程中钻筒相对于牙轮机构的扭矩。定位销4自安装座301的上表面凸出，而定位孔为内凹孔，定位销4能插入该定位孔，从而实现牙轮机构在筒体1上的快速定位、保证安装位置准确。定位销303的形状可为圆柱体或棱柱体或锥体等，相应的，定位孔也为匹配的形状，在本实施例中，定位销303为圆柱体。

为了实现及时地导渣、排渣、保证钻具的破碎效率，在筒体1上设置有导渣机构。具体的，导渣机构包括导渣条101，导渣条101绕筒体1的外壁螺旋设置，且导渣条101的螺旋方向的切向与牙轮钻具的转动方向的切向相反，以使钻渣能自下而上地沿导渣条101移动，最终从导渣条101的上部排出。导渣条101在筒体1的下部形成导渣口102，钻渣从导渣口102进入导渣条101。另外，为了不影响钻具的正常工作，导渣条101的外边缘在牙轮钻具的作业内径和牙轮钻具的作业外径之间，以使导渣条101不会与成孔内壁发生摩擦，且能更有效地进行导渣。同时，为了保证导渣条101的结构强度，导渣条101应具有一定厚度。

导渣机构还包括收渣铲103，收渣铲103的顶部与导渣口102处的导渣条101固定连接，收渣铲103的长度方向垂直于筒体1的径向布置，即与切向方向垂直。收渣铲103能将导渣口102附近的钻渣及时收入导渣口102，使更多的钻渣尽快进入导渣口102，从而提升导渣排渣的效率。而且，收渣铲103朝向转动方向的端部具有锥形部，锥形部的设计能够减少收渣阻力，提升收渣效果。

优选地，导渣机构还包括搅渣铲104，搅渣铲104与收渣铲103沿径向对称布置，也就是说，搅渣铲104也是垂直于筒体1的径向布置，即与切向方向垂直。搅渣铲104能有效地搅动周围的钻渣，使钻渣松散，更容易进入导渣口102，进一步提高导渣排渣效率。优选地，搅渣铲104朝向转动方向的端部也具有锥形部，从而减少收渣阻力，进一步提升收渣效果。

如图5所示，本实施例还提供一种旋挖钻机，包括钻杆5，钻杆5的下端设置有本实施例的牙轮钻具。

下面对本实施例旋挖钻机的牙轮钻具安装过程和牙轮机构更换的过程进行叙述：

(一)牙轮钻具安装过程

将钻杆方头501插入牙轮钻具的连接方105内，当到达指定位置后，插上销轴、固定销轴，实现牙轮钻具与钻杆的安装连接。之后，根据施工需要，将牙轮钻具深入桩孔9，进行后续研磨施工。

(二)牙轮机构更换

当牙轮机构损坏需要更换时，旋松旧牙轮机构的锁母8，将螺栓6、防松垫片7和锁母8拆卸下来，从而从筒体1上拆下旧牙轮机构；之后，将新牙轮机构的定位销与筒体1底部的定位孔相配合，将螺栓66依次穿过防松垫片7、装配孔和安装孔302，进而通过锁母7进行紧固连接，至此完成牙轮机构的更换。

下面对本实施例旋挖钻机的牙轮钻具的导渣过程进行叙述：

在进行成孔施工时，旋挖钻机上部地层采用捞砂斗、截齿筒钻钻进软土、软岩地层后，当钻进到硬岩面时，采用牙轮钻具，当牙轮机构接触到岩面后，牙轮组件2的牙轮齿缓慢的研磨岩面，搅渣铲104可以及时将破碎后的钻渣进行搅拌、清除，使之悬浮于泥浆中；搅拌后的钻渣通过导渣口102进入导渣条101，钻渣自下而上地通过导渣条101不断向上导出，这样可以使得牙轮组件2的牙轮齿能够不断的接触到新鲜岩面，同时减少钻渣对牙轮齿破碎岩石的影响。

在其他实施例中，安装座301上可成型有三个、四个等数量的安装孔302，以使连接强度更好。而且，定位销4可设置在筒体1底面的装配结构上，而安装组件的安装座301上可成型与定位销4匹配的定位孔，同样能实现本实用新型的目的。

在其他实施例中，定位销4的数量可为两个、三个等，定位销4的数量越多可承受的扭矩越大，定位销4的形状也可为棱柱体或锥体等，本发明对此不做限制。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种牙轮钻具，包括筒体(1)和沿周向设置在所述筒体(1)底面的牙轮机构，其特征在于：所述牙轮机构与所述筒体(1)的底面可拆卸连接，所述筒体(1)上设置有导渣机构。

2.根据权利要求1所述的牙轮钻具，其特征在于：所述导渣机构包括导渣条(101)，所述导渣条(101)绕所述筒体(1)的外壁螺旋设置，且所述导渣条(101)的螺旋方向的切向与所述牙轮钻具的转动方向的切向相反，所述导渣条(101)在所述筒体(1)的下部形成导渣口(102)。

3.根据权利要求2所述的牙轮钻具，其特征在于：所述导渣条(101)的外边缘在所述牙轮钻具的作业内径和所述牙轮钻具的作业外径之间。

4.根据权利要求2所述的牙轮钻具，其特征在于：所述导渣机构还包括收渣铲(103)，所述收渣铲(103)的顶部与所述导渣口(102)处的导渣条(101)连接，所述收渣铲(103)的长度方向垂直于所述筒体(1)的径向布置。

5.根据权利要求4所述的牙轮钻具，其特征在于：所述收渣铲(103)朝向所述转动方向的端部具有锥形部。

6.根据权利要求4所述的牙轮钻具，其特征在于：所述导渣机构还包括搅渣铲(104)，所述搅渣铲(104)与所述收渣铲(103)沿径向对称布置，所述搅渣铲(104)朝向所述转动方向的端部也具有锥形部。

7.根据权利要求1-6任一所述的牙轮钻具，其特征在于：所述牙轮机构包括牙轮组件(2)，所述牙轮组件(2)的顶部设置有安装组件，所述筒体(1)的底部具有与所述安装组件配合的装配结构。

8.根据权利要求7所述的牙轮钻具，其特征在于：所述安装组件包括安装座(301)，所述安装座(301)上成型有至少两个安装孔(302)，所述装配结构包括与所述安装孔(302)匹配的装配孔，所述安装孔(302)与所述装配孔通过紧固件可拆卸安装。

9.根据权利要求8所述的牙轮钻具，其特征在于：所述安装组件和所述装配结构其中之一包括定位销(4)，另一包括与所述定位销(4)匹配的定位孔。

10.一种旋挖钻机，包括钻杆(5)，其特征在于：所述钻杆(5)的下端设置有权利要求1-9任一所述的牙轮钻具。

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