CN220551118U - 一种锯片式非开挖扩孔钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锯片式非开挖扩孔钻头，包括外部壳体，外部壳体的前部具有锥形结构的引导段，引导段的后端设有圆形结构的整形段，外部壳体1的前端设有连接结构，用于衔接顶拉钻机的钻杆，外部壳体内转动装配有若干块锯片，各个锯片沿外部壳体的周向分布，且各个锯片至少部分突出于外部壳体表面，外部壳体内还设有驱动机构，用于驱动各个锯片转动。本实用新型的有益效果是：在进行扩孔施工时，顶拉钻机只需要牵引钻头沿轴向移动，无需控制钻头旋转，即可对孔壁的土层进行切割分解，保证钻头能够更加顺利地进给，从而起到提升施工效率的目的，同时，有助于优化顶拉钻机的结构复杂度。

Description

一种锯片式非开挖扩孔钻头

技术领域

本实用新型涉及一种市政非开挖管网施工工具，具体涉及一种锯片式非开挖扩孔钻头。

背景技术

非开挖施工是指利用各种岩土钻探设备，直接更换和修复各种地下管道，不会阻碍交通，破坏绿地和植被。因非开挖施工技术具备环境影响小、占地面积小、施工周期短、对交通影响小等诸多优势，目前已被大范围推广使用。

水平导向式顶拉钻机是市政管网非开挖施工的常用设备，其工作原理是：钻机先利用长钻杆在地下预钻出水平孔，然后在长钻杆的另一端连接扩孔钻头，钻机再将扩孔钻头从水平孔拖回，使水平孔扩大至所需孔径，即可实现管网非开挖施工。

在现有技术中，应用于顶拉钻机的扩孔钻头为螺旋钻，表面设有螺旋切削刃，顶拉钻机回拖钻头时，钻机需要控制钻头一边旋转一边轴向进给，对钻机功能要求比较高。另一方面，以螺旋方式掘进的钻头遇到硬质岩层时施工效率也比较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种锯片式非开挖扩孔钻头，旨在规避背景技术所指出的传统螺旋钻所存在的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种锯片式非开挖扩孔钻头，其关键在于，包括：

外部壳体，其前部具有锥形结构的引导段，所述外部壳体前端设有连接结构，用于衔接动力拖拽装置；

若干数量的锯片，各个所述锯片沿外部壳体的周向分布，所述锯片均转动装配在外部壳体内，所述锯片至少部分突出于外部壳体表面；以及

设置于所述外部壳体内的驱动机构，所述驱动机构用于驱动各个所述锯片转动。

作为优选：所述外部壳体内部设有支架；

所述驱动机构包括主传动轴、与主传动轴动力衔接的液压马达、以及与所述锯片数量相同的锯片轴，各个所述锯片轴转动安装在支架的周向上，所述主传动轴转动安装在支架的中部，且主传动轴沿外部壳体的轴向布置，各个所述锯片轴与主传动轴在空间内垂直布置；

所述主传动轴与各个所述锯片轴之间均通过传动组件动力衔接。

作为优选：所述传动组件包括沿外部壳体径向转动安装的副传动轴，所述副传动轴内端通过第一锥齿轮组与主传动轴动力衔接，外端通过第二锥齿轮组与锯片轴动力衔接。

作为优选：所述支架为八面体空心构件，其具有沿其周向环绕的八个安装平面，所述副传动轴和锯片轴的数量均为四根，四根所述锯片轴各通过一个支承座转动安装在四个所述安装平面上，四根所述副传动轴一一对应地向外穿出另外四个所述安装平面上；

所述第一锥齿轮组和主传动轴通过齿轮箱体集成装配在八面体空心构件内部，八面体空心构件端部安装有马达定位板，所述液压马达固设在马达定位板上，且液压马达的输出轴通过联轴器与主传动轴同轴固接。

作为优选：所述引导段的后端设有圆形结构的整形段。

作为优选：所述锯片突出于外部壳体的位置位于引导段与整形段过渡处。

作为优选：所述引导段表面分布有向上凸起的引导片，引导片沿外部壳体长度方向延伸。

作为优选：所述外部壳体中部设有内支撑板，后端设有外端板，所述支架前后两端分别固定装配在内支撑板和外端板上。

作为优选：所述外部壳体对应锯片和锯片轴的位置设有装配缺口，该装配缺口上可拆卸地安装有盖板。

作为优选：所述连接结构上设有锥形螺纹孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用本实用新型提供的锯片式非开挖扩孔钻头，在进行扩孔施工时，顶拉钻机牵引钻头沿轴向移动，驱动机构驱动各个锯片旋转，即可对孔壁的土层进行切割分解，保证钻头能够更加顺利地进给，从而起到提升施工效率的目的。

2、采用本实用新型提供的锯片式非开挖扩孔钻头，在进行扩孔施工时，钻头另一端的顶拉钻机仅需执行轴向进给即可，无需控制钻头旋转，有助于优化顶拉钻机的结构复杂度。

3、采用本实用新型提供的锯片式非开挖扩孔钻头，若遇硬质岩层，锯片的旋转切割能够显著提升施工效率。

附图说明

图1为锯片式非开挖扩孔钻头D的结构示意图；

图2为锯片式非开挖扩孔钻头D的剖视图；

图3为沿图2中B-B的剖视图；

图4为支架4的结构示意图；

图5为锯片式非开挖扩孔钻头D的另一结构示意图(已隐藏其中一个盖板1g)；

图6为锯片式非开挖扩孔钻头D应用于非开挖施工时的使用状态参考图。

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，一种锯片式非开挖扩孔钻头D，该钻头包括外部壳体1，外部壳体1的前部具有锥形结构的引导段1a，引导段1a的后端设有圆形结构的整形段1h，外部壳体1的前端设有连接结构1b，用于衔接顶拉钻机A的钻杆5。结合图2和3可以看出，外部壳体1内转动装配有若干块锯片2，各个锯片2沿外部壳体1的周向分布，且各个锯片2至少部分突出于外部壳体1表面。再参图2，外部壳体1内还设有驱动机构3，用于驱动各个锯片2转动。参照附图3，在本实施例中，锯片2的数量设有四块，且均匀分布在外部壳体1的四周。

请参图6，基于以上结构设计，在进行地下管网的扩孔工作时，顶拉钻机A的钻杆5在相邻两个检修井E之间钻出小孔后，在钻杆5的远端安装本实施例提供的锯片式非开挖扩孔钻头D，然后顶拉钻机A借助其轴向进给控制功能，将锯片式非开挖扩孔钻头D向顶拉钻机A所处的检修井E回拖，回拖过程中，驱动机构3驱动各个锯片2转动，能够高效地分解小孔壁的土层，从而轻松实现地下管网的扩孔施工。在此过程中，对于钻头整体而言，仅需轴向进给，无需旋转，即能完成扩孔工作。除此之外，在钻头扩孔进给的过程中，圆形结构的整形段1h能够修正锯片2分解过的孔道，使得扩张后的孔道整形为圆形孔，以便于管道的后续铺装。

进一步的，如图2和3所示，外部壳体1内部设有支架4。驱动机构3包括主传动轴3a、与主传动轴3a动力衔接的液压马达3c、以及四根锯片轴3b，四块所述锯片2一一对应地固套在四根锯片轴3b上，四根锯片轴3b分别转动安装在支架4的周向上，主传动轴3a转动安装在支架4的中部，且主传动轴3a沿外部壳体1的轴向布置，各个锯片轴3b的轴心线与主传动轴3a的轴心线在空间内垂直。主传动轴3a与各个锯片轴3b之间均通过传动组件3d动力衔接。基于此，液压马达3c工作带动主传动轴3a转动，主传动轴3a再通过传动组件3d驱动各个锯片轴3b转动，即可实现锯片2旋转驱动。

再进一步的，参照附图3，传动组件3d包括沿外部壳体1径向转动安装的副传动轴a，副传动轴a的内端通过第一锥齿轮组b与主传动轴3a动力衔接，副传动轴a的外端通过第二锥齿轮组c与锯片轴3b动力衔接，在本实施例中，副传动轴a、第一锥齿轮组b和第二锥齿轮组c的数量均为四组，分别与四根锯片轴3b相对应。第一锥齿轮组b包括装配在主传动轴3a端部的第一锥齿轮b1以及与的第一锥齿轮b1啮合的第三锥齿轮b2，第三锥齿轮b2设置在副传动轴a的内端。主传动轴3a转动带动第一锥齿轮b1转动，第一锥齿轮b1转动即可带动四组所述第三锥齿轮b2转动，从而带动各个第三锥齿轮b2相对应的副传动轴a转动。第二锥齿轮组c包括两个互相啮合的第二锥齿轮c1，其中一个套装在副传动轴a外端，另一个套装在锯片轴3b端部，副传动轴a转动时能够带动其外端的第二锥齿轮组c转动，从而带动相对应的锯片轴3b转动。

在本实施例中，第一锥齿轮b1与第三锥齿轮b2之间的传动比大于1，两个第二锥齿轮c1之间的传动比等于1。如此考虑，可构成增速传动，从而提升锯片2的切割效率。

更进一步的，再参图3和4，支架4为八面体空心构件，其具有沿其周向环绕的八个安装平面4a，副传动轴a和锯片轴3b的数量均为四根，四根锯片轴3b各通过一个支承座d转动安装在四个安装平面4a上，且四根锯片轴3b均间隔布置，四根副传动轴a一一对应地向外穿出另外四个安装平面4a上。

再结合图2可以看出，第一锥齿轮组b和主传动轴3a通过齿轮箱体e集成装配在八面体空心构件内部，八面体空心构件端部安装有马达定位板f，液压马达3c固设在马达定位板f上，且液压马达3c的输出轴通过联轴器g与主传动轴3a同轴固接。基于此，液压马达3c工作，即可驱动四个锯片2同步转动，同时，支架4采用八面体空心构件设计，能够保证驱动机构的传动部分紧凑地集成装配在钻头内部，具有结构设计合理、紧凑度高、可靠性好的优势。

请参图1，锯片2突出于外部壳体1的位置位于引导段1a与整形段1h过渡处。如此设计，以便于锯片2更好地分解岩石层。如果锯片2的突出部设置在引导段1a，那么锯片2旋切的孔道将无法扩大至整形段1h的位置，最终导致钻头难以移动。如果锯片2的突出部设置在整形段1h上，那么在锯片2对岩层分解后，整形段1h不能修正锯片2扩大后的孔道，易导致孔壁不平滑，不利于后续管道的安装。

再参图1，引导段1a表面分布有向上凸起的引导片1c，引导片1c沿外部壳体1长度方向延伸。如此设计，能够减小引导段1a的移动阻力，有利于钻头向前进给。

如图2所示，外部壳体1中部设有内支撑板1d，后端设有外端板1e，支架4前后两端分别固定装配在内支撑板1d和外端板1e上。如此设计，能够与八面体空心构件的支架结构相适应，使得支架4稳定地装配在外部壳体1内，除此之外，位于中部的内支撑板1d还可以提升外部壳体1的结构强度，有助于延长钻头使用寿命。

再如图2和5所示，外部壳体1对应锯片2和锯片轴3b的位置设有装配缺口1f，该装配缺口1f上可拆卸地安装有盖板1g。如此设计，针对磨损较多的锯片2，无需更换整个设备，仅需拆下盖板1g，即能对锯片2进行更换，具有方便维修、更换零部件的优势。

再参图2，连接结构1b上设有锥形螺纹孔h，钻杆5的远端通过锥形螺纹孔h与锯片式非开挖扩孔钻头D固定连接。如此设计，能够保证钻杆5与锯片式非开挖扩孔钻头D的连接强度，从而确保扩孔施工的顺利进行。

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 (9)

1.一种锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于，包括：

外部壳体(1)，其前部具有锥形结构的引导段(1a)，所述外部壳体(1)前端设有连接结构(1b)，用于衔接动力拖拽装置；

若干数量的锯片(2)，各个所述锯片(2)沿外部壳体(1)的周向分布，所述锯片(2)均转动装配在外部壳体(1)内，所述锯片(2)至少部分突出于外部壳体(1)表面；以及

设置于所述外部壳体(1)内的驱动机构(3)，所述驱动机构(3)用于驱动各个所述锯片(2)转动。

2.根据权利要求1所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述外部壳体(1)内部设有支架(4)；

所述驱动机构(3)包括主传动轴(3a)、与主传动轴(3a)动力衔接的液压马达(3c)、以及与所述锯片(2)数量相同的锯片轴(3b)，各个所述锯片轴(3b)转动安装在支架(4)的周向上，所述主传动轴(3a)转动安装在支架(4)的中部，且主传动轴(3a)沿外部壳体(1)的轴向布置，各个所述锯片轴(3b)与主传动轴(3a)在空间内垂直布置；

所述主传动轴(3a)与各个所述锯片轴(3b)之间均通过传动组件(3d)动力衔接。

3.根据权利要求2所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述传动组件(3d)包括沿外部壳体(1)径向转动安装的副传动轴(a)，所述副传动轴(a)内端通过第一锥齿轮组(b)与主传动轴(3a)动力衔接，外端通过第二锥齿轮组(c)与锯片轴(3b)动力衔接。

4.根据权利要求3所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述支架(4)为八面体空心构件，其具有沿其周向环绕的八个安装平面(4a)，所述副传动轴(a)和锯片轴(3b)的数量均为四根，四根所述锯片轴(3b)各通过一个支承座(d)转动安装在四个所述安装平面(4a)上，四根所述副传动轴(a)一一对应地向外穿出另外四个所述安装平面(4a)上；

所述第一锥齿轮组(b)和主传动轴(3a)通过齿轮箱体(e)集成装配在八面体空心构件内部，八面体空心构件端部安装有马达定位板(f)，所述液压马达(3c)固设在马达定位板(f)上，且液压马达(3c)的输出轴通过联轴器(g)与主传动轴(3a)同轴固接。

5.根据权利要求1所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述引导段(1a)的后端设有圆形结构的整形段(1h)。

6.根据权利要求5所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述锯片(2)突出于外部壳体(1)的位置位于引导段(1a)与整形段(1h)过渡处。

7.根据权利要求2所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述外部壳体(1)中部设有内支撑板(1d)，后端设有外端板(1e)，所述支架(4)前后两端分别固定装配在内支撑板(1d)和外端板(1e)上。

8.根据权利要求2所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述外部壳体(1)对应锯片(2)和锯片轴(3b)的位置设有装配缺口(1f)，该装配缺口(1f)上可拆卸地安装有盖板(1g)。

9.根据权利要求1所述的锯片式非开挖扩孔钻头，其特征在于：所述连接结构(1b)上设有锥形螺纹孔(h)。