CN2557596Y - 自动挖桩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的自动挖桩机，其特征是包括一个井架、一根通过外力驱动转动的套轴、一根插入套轴内，并通过外力驱动与套轴作同步转动的芯轴、一套安装在套轴下端并由套轴带动进行工作的钻掘装置、一套安装在井架上的提土装置，一套安装在套轴下端并由套轴带动的提土装置驱动部件，提土装置驱动部件驱动提土装置工作。本实用新型还包括一安装在套轴下部的捣筑护壁模构件。由于采用了如上的设计方案，本实用新型取代了现有的人工挖桩方式，实现了机械自动挖桩，提高了挖桩的施工效率，降低了挖桩费用，其在向下掘进的同时，通过提土装置可将松土运至地面，并无需人工下井就能捣筑护壁。本实用新型具有结构简单、维修方便的优点。

Description

自动挖桩机

                        技术领域

本实用新型涉及一种建筑施工中使用的挖掘机械，特别是自动挖桩机。

                        背景技术

目前，在建筑施工特别是在房屋建筑施工中，桩孔一般是靠人工开挖，由工人下井挖掘，然后用手摇绞龙将土运上来。这样的装孔挖掘方式存在着挖掘进度慢，效率低，工人的劳动强度高，施工环境较差，危险性较大。进几年来，桩壁塌方而夺取工人生命的安全事故时有发生。采用机械挖桩取代人工挖桩一直是人们重点研究的课题。

                        发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种施工效率高、结构简便的自动挖桩机，以替代人工挖桩。

为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：自动挖桩机，其特征是包括一个井架、一根通过外力驱动转动的套轴、一根插入套轴内，并通过外力驱动与套轴作同步转动的芯轴、一套安装在套轴下端并由套轴带动进行工作的钻掘装置、一套安装在井架上的提土装置，一套安装在套轴下端并由套轴带动的提土装置驱动部件，提土装置驱动部件驱动提土装置工作。

本实用新型还包括一安装在套轴下部的捣筑护壁模构件。

由于采用了如上的设计方案，本实用新型取代了现有的人工挖桩方式，实现了机械自动挖桩，提高了挖桩的施工效率，降低了挖桩费用，其在向下掘进的同时，通过提土装置可将松土运至地面，并无需人工下井就能捣筑护壁。本实用新型具有结构简单、维修方便的优点。

                        附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖示意图；

图3是图1的I处的放大示意图；

图4是图3的A-A剖示意图；

图5是图1的B-B剖示意图；

图6是图5的A向示意图；

图7是本实用新型所述护筒的外观示意图；

图8是图7的A-A剖示意图；

图9是本实用新型所述捣筑护壁模构件的外观示意图；

图10是图9的剖视图；

图11是图9的俯视图；

图12是图9的仰视图。

                      具体事实方式

如图1所示的自动挖桩机，它包括一个井架1、一根通过外力驱动转动的套轴2、一根插入套轴2内，并通过外力驱动与套轴2作同步转动的芯轴3；一套安装在套轴2下端并由套轴2带动进行工作的钻掘装置、一套安装在井架1上的提土装置，一套安装在套轴2下端并由套轴2带动的提土装置驱动部件，提土装置驱动部件驱动提土装置工作。还包括一安装在套轴下部的捣筑护壁模构件。

本实施方式的钻掘装置包括由上而下依次设在套轴2上的钻掘部件、扩底部件、中心定位钻头4。

再由图1和图3、图4所示的钻掘部件是由一个固定在套轴2下端的螺旋叶片5和两至三个活动安装在螺旋叶片5下端的钻头6构成；螺旋叶片5与钻头6之间的活动连接方式是：在螺旋叶片5底部叶片的背面设置有两至三根绕螺旋叶片5中轴线成对称分布的斜肋7，在斜肋7中开有一条沿斜肋7纵向延伸，底部开口的槽8；在钻头6上设置有一根向上延伸的纵筋9，纵筋9插入斜肋7中的槽8内，并通过销轴11采用绘图圆规中的画针与圆规杆斜面活动铰连接方式与斜肋7连接。这样的连接方式使得钻头6在施加一个下压力时，会向内收缩，以便将钻头6从桩孔内拔出。而在施加一个上压力时，不会向外摆动，从而保证钻头6能稳定的工作。

再由图1和图2所示的扩底部件是由一个上套管10、两把扩底刀11、一个下套管12和一组四连杆机构13构成；上套管10与套轴2之间通过滑键14连接，下套管12通过销轴15与芯轴3的底端固定连接，销轴15穿过开设在套轴2下端壁上的销轴滑槽16；扩底刀11位于上、下套管10、12之间，其下端与下套管12之间采用铰销活连接；每组四连杆机构13的上、下两个接点分别与上、下套管10、12活连接，左、右两个接点与分别与两把对称的扩底刀11活连接。

如图1所示，中心定位钻头4固定在套轴2的底端。

本实施方式的钻掘装置工作原理是：当套轴2与芯轴3在外力作用下作同步旋转时，固定在套轴2底端的中心定位钻头4在套轴2的带动下，旋转并向下钻进，在土层中钻取一个中心孔，中心定位钻头4在向下钻进的同时，带动整个钻掘装置下移。中心定位钻头4在整个钻掘装置中起到导引和使整个钻掘装置定位的作用。

旋转的套轴2同时带动螺旋叶片5和钻头6转动并下移，钻头6向下掘进，以钻取所需要的桩孔。钻头6钻碎的土方由旋转的螺旋叶片5形成的螺旋挤压力提升到螺旋叶片5的上部，由提土装置提升至地面。

当钻头6钻至持力层时，根据桩孔要求进行扩底。扩底时芯轴3停止下移，这时套轴2继续旋转并下移，随套轴2一起下移的螺旋叶片5迫使扩底部件中的上套管10沿套轴2下移，使上、下套管10、12之间的距离缩短，通过四连杆机构13的作用，使扩底刀11张开，当扩底刀11张开到极限位置时就可以进行扩底了。扩底完成后，下移芯轴3，使上、下套管10、12之间的距离逐渐增长，这样通过四连杆机构13可以逐渐将扩底刀11收拢，收回到原来的状态。

如图1、图5、图6所示，提土装置驱动部件是由上、下主动伞齿轮17、18、从动伞齿轮19、圆形底板20构成，上、下主动伞齿轮17、18固定在套轴2上，并处于螺旋叶片5上方的适当位置；圆形底板20设置在靠近下主动伞齿轮18上端的位置，在圆形底板20的中心固定安装有一个底板轴承21，底板轴承21的内圈与套轴2紧配合，另在圆形底板20上开有提土工位孔22和抽水孔23，圆形底板20的周边为斜坡形状；从动伞齿轮19与上、下主动伞齿轮17、18啮合，其位于圆形底板20的提土工位孔22内；从动伞齿轮19键设在一根转轴套24一端上，这根转轴套24又套在一根固定轴25上；固定轴25的一端与套在套轴2上，并位于上、下主动伞齿轮17、18之间的轴承固定连接，另一端采用一安装在圆形底板20上的轴支撑26进行支撑。

如图1、图5、图6所示，提土装置是由提土主动链轮26、链条回位轮27、导向链轮28、升降位移链轮29、提升链条30、装土斗31、升降摆臂绗架32、牵拉钢丝绳33、卷扬机钢丝绳盘34构成；提土主动链轮26键设在上述转轴套24的另一端，并位于圆形底板20的提土工位孔22内；链条回位轮27通过回位轮轴35安装在井架1某一水平位置的两根横挡36上，且回位轮轴35的两端穿过开设在这两根横挡36上的调整轴位槽37，并用螺母并紧；松开并紧螺母，可以使回位轮轴35在调整轴位槽37内作水平位移，进而调整链条回位轮27的水平位置；导向链轮28轴设在井架1某一水平位置的两根横挡38上；升降摆臂绗架32的下端与井架1的上端采用销轴39连接，且升降摆臂绗架32可以绕销轴39摆动，在升降摆臂绗架32的两根摆臂上各开有一条升降滑槽40；升降位移链轮29通过位移链轮轴41安装在在升降摆臂绗架32的两根摆臂之间，且位移链轮轴41的两端穿过开设在升降摆臂绗架32的两根摆臂上的升降滑槽40；牵拉钢丝绳33的一端绕过升降摆臂绗架32上端的横杆后，与位移链轮轴41固定连接，另一端绕在卷扬机钢丝绳盘34上，卷扬机钢丝绳盘34安装在井架1的上端；转动卷扬机钢丝绳盘34，通过牵拉钢丝绳33可以使位移链轮轴41在升降滑槽40内作升降位移，进而使升降位移链轮29在升降摆臂绗架32上进行升降；提升链条30绕在提土主动链轮26、链条回位轮27、导向链轮28、升降位移链轮29上，并形成一个闭合回路；在提升链条30上每隔一定距离设有装土斗31。

提升链条30可以为钢丝绳链条或连环链条。

为了是碎土聚拢，便于取土，在上述螺旋叶片5及提土装置驱动部件的外围，如图1、图7、图8所示，设有一个护筒42，护筒42为上小下大的阶梯筒形件形状，其过渡之处为圆锥面43，放置时，上述圆形底板20的周边与护筒42的圆锥面43接触，使护筒42获得有效的支撑。

为了取出方便，护筒42可以由多块组合而成，其中包括两块上大下小的嵌模板44和四块近四分之一圆弧的弧形筒板45构成，每两块弧形筒板45相邻近端的一侧之间采用铰链46连接，相对远端的一侧与嵌模板44之间采用90°弯钩47和圆形套48以相互插入的方式连接，其中弯钩47和圆形套48分别固定在嵌模板44和弧形筒板45上，在嵌模板44和弧形筒板45上均连有吊绳49。

使用时，将嵌模板44插入到两块弧形筒板45之间，就可以使两块嵌模板44与四块弧形筒板45之间构成一个圆形的护筒42，如要取出，可先由吊绳49将嵌模板44从两块弧形筒板45之间抽出，这样护筒42就会自动散离，通过吊绳49就可以将散架的护筒42取出。

本实施方式的提土装置驱动部件和提土装置的工作原理是：旋转的套轴2通过固定在套轴2上的上、下主动伞齿轮17、18带动从动伞齿轮19转动，从动伞齿轮19又通过转轴套24带动键设在转轴套24另一端的提土主动链轮26转动，提土主动链轮26又驱使提升链条30运动，同时又通过提升链条30带动与提升链条30相啮合的链条回位轮27、升降位移链轮29、导向链轮28同步转动，使提升链条30上下循环运动。提升链条30又带动悬挂在链节上的装土斗31将螺旋叶片5旋上来的碎土从桩孔内不断地运送至地面。

随着掘进深度的不断延伸，提土装置驱动部件也会随套轴2下降，这时可以转动卷扬机钢丝绳盘34，通过牵拉钢丝绳33可以使升降位移链轮29沿升降摆臂绗架32中的升降滑槽40下移，以放下提土主动链轮26及提土装置驱动部件。桩孔完成后，这时可以转动卷扬机钢丝绳盘34，通过牵拉钢丝绳33可以使升降位移链轮29沿升降摆臂绗架32中的升降滑槽40上移，以收回提土主动链轮26及提土装置驱动部件。

如图1、图9、图10、图11、图12所示，本实施方式的捣筑护壁模构件是由捣筑护壁圆筒模50和圆筒模驱动部件构成，圆筒模驱动部件包括一个上支撑板51、一个上齿轮52、一个上中间齿轮53、一个下支撑板54、一个下齿轮55、一个下中间齿轮56构成，在上支撑板51和下支撑板54的中心各固定安装有一个上轴承57和下轴承58，上、下轴承57、58的内圈分别与套轴2紧配合，另在上支撑板51和下支撑板54上均开有提土工位孔59和抽水孔60，上支撑板51上还设有一个边缘开口的砼进料位61；上齿轮52和下齿轮53均键设在套轴2上，其上齿轮52位于上轴承57的下方，下齿轮55位于下轴承58的上方；上、下中间齿轮53、56分别键设在一根中间齿轮轴62的上下部位，它们分别与上、下齿轮52、55啮合，中间齿轮轴62的分别通过上、下支撑轴承63、64与上、下支撑板51、54相连；捣筑护壁圆筒模50坐放在护筒42的上部，其外周面上设有多条成间距分布的砼进料螺旋槽65；在捣筑护壁圆筒模50内壁上下端分别设有上环形齿条66和下环形齿条67，上环形齿条66和下环形齿条67分别于上中间齿轮53和下中间齿轮56相啮合。

为了取出方便，捣筑护壁圆筒模50可以由多块组合而成，其中包括两块上大下小的嵌模板68和四块近四分之一圆弧的弧形筒板69构成，每两块弧形筒板69相邻近端的一侧之间采用铰链70连接，相对远端的一侧与嵌模板68之间采用90°弯钩71和圆形套72以相互插入的方式连接，其中弯钩71和圆形套72分别固定在嵌模板68和弧形筒板69上，在嵌模板68和弧形筒板69上均连有吊绳73；上环形齿条66和下环形齿条67也是有多条组合而成，其分别通过螺栓74固定在两块嵌模板68和四块弧形筒板69上。

使用时，将嵌模板68插入到两块弧形筒板69之间，就可以使两块嵌模板68与四块弧形筒板69之间构成一个圆形的捣筑护壁圆筒模50，如要取出，可先由吊绳73将嵌模板68从两块弧形筒板69之间抽出，这样捣筑护壁圆筒模50就会自动散离，通过吊绳73就可以将散架的捣筑护壁圆筒模50取出。

本实施方式的捣筑护壁模构件的工作原理是：套轴2通过固定在其上的上、下齿轮52、55带动上、下中间齿轮53、56转动，上、下中间齿轮53、56又与上、下环形齿条66、67啮合传动，使捣筑护壁圆筒模50旋转，砼从模顶灌入，由上支撑板51上的砼进料位61进入旋经砼进料位61的砼进料螺旋槽65进行自动捣筑护壁。因此本实施方式无需人工捣筑护壁，且经捣筑护壁圆筒模50的旋转挤压，砼可更密实。

本实施方式仅是本实用新型要求保护的技术方案的一种具体表现形式，本实用新型还可以衍生出许多的具体实施方式，它们应该也属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、自动挖桩机，其特征是包括一个井架(1)、一根通过外力驱动转动的套轴(2)、一根插入套轴(2)内，并通过外力驱动与套轴(2)作同步转动的芯轴(3)、一套安装在套轴(2)下端并由套轴(2)带动进行工作的钻掘装置、一套安装在井架(1)上的提土装置，一套安装在套轴(2)下端并由套轴(2)带动的提土装置驱动部件，提土装置驱动部件驱动提土装置工作。

2、根据权利要求1所述的自动挖桩机，其特征是还包括一安装在套轴(2)下部的捣筑护壁模构件。

3、根据权利要求1或2所述的自动挖桩机，其特征是所述钻掘装置包括由上而下依次设在套轴(2)上的钻掘部件、扩底部件、中心定位钻头(4)。

4、根据权利要求3所述的自动挖桩机，其特征是所述钻掘部件是由一个固定在套轴(2)下端的螺旋叶片(5)和两至三个活动安装在螺旋叶片(5)下端的钻头6构成；螺旋叶片(5)与钻头(6)之间的活动连接方式是：在螺旋叶片(5)底部叶片的背面设置有两至三根绕螺旋叶片(5)中轴线成对称分布的斜肋(7)，在斜肋(7)中开有一条沿斜肋(7)纵向延伸且底部开口的槽(8)；在钻头(6)上设置有一根向上延伸的纵筋(9)，纵筋(9)插入斜肋(7)中的槽(8)内，并通过销轴(11)采用斜面活动铰连接方式与斜肋(7)连接。

5、根据权利要求3所述的自动挖桩机，其特征是所述扩底部件是由一个上套管(10)、两把扩底刀(11)、一个下套管(12)和一组四连杆机构(13)构成；上套管(10)与套轴(2)之间通过滑键(14)连接，下套管(12)通过销轴(15)与芯轴(3)的底端固定连接，销轴(15)穿过开设在套轴(2)下端壁上的销轴滑槽(16)；扩底刀(11)位于上、下套管(10、12)之间，其下端与下套管(12)之间采用铰销活连接；每组四连杆机构(13)的上、下两个接点分别与上、下套管(10、12)活连接，左、右两个接点与分别与两把对称的扩底刀(11)活连接。

6、根据权利要求1或2所述的自动挖桩机，其特征是所述提土装置驱动部件是由上、下主动伞齿轮(17、18)、从动伞齿轮(19)、圆形底板(20)构成，上、下主动伞齿轮(17、18)固定在套轴(2)上，并处于螺旋叶片(5)上方的适当位置；圆形底板(20)设置在靠近下主动伞齿轮(18)上端的位置，在圆形底板(20)的中心固定安装有一个底板轴承(21)，底板轴承(21)的内圈与套轴(2)紧配合，另在圆形底板(20)上开有提土工位孔(22)和抽水孔(23)，圆形底板(20)的周边为斜坡形状；从动伞齿轮(19)与上、下主动伞齿轮(17、18)啮合，其位于圆形底板(20)的提土工位孔22内；从动伞齿轮(19)键设在一根转轴套(24)一端上，这根转轴套(24)又套在一根固定轴(25)上；固定轴(25)的一端与套在套轴(2)上，并位于上、下主动伞齿轮(17、18)之间的轴套固定连接，另一端采用一安装在圆形底板(20)上的轴支撑(26)进行支撑。

7、根据权利要求1或2所述的自动挖桩机，其特征是所述提土装置是由提土主动链轮(26)、链条回位轮(27)、导向链轮(28)、升降位移链轮(29)、提升链条(30)、装土斗(31)、升降摆臂绗架(32)、牵拉钢丝绳(33)、卷扬机钢丝绳盘(34)构成；提土主动链轮(26)键设在上述转轴套(24)的另一端，并位于圆形底板(20)的提土工位孔(22)内；链条回位轮(27)通过回位轮轴(35)安装在井架(1)某一水平位置的两根横挡(36)上，且回位轮轴(35)的两端穿过开设在这两根横挡(36)上的调整轴位槽(37)，并用螺母并紧；导向链轮(28)轴设在井架(1)某一水平位置的两根横挡(38)上；升降摆臂绗架(32)的下端与井架(1)的上端采用销轴(39)连接，且升降摆臂绗架(32)可以绕销轴(39)摆动，在升降摆臂绗架(32)的两根摆臂上各开有一条升降滑槽(40)；升降位移链轮(29)通过位移链轮轴(41)安装在升降摆臂绗架(32)的两根摆臂之间，且位移链轮轴(41)的两端穿过开设在升降摆臂绗架(32)的两根摆臂上的升降滑槽(40)；牵拉钢丝绳(33)的一端绕过升降摆臂绗架(32)上端的横杆后，与位移链轮轴(41)固定连接，另一端绕在卷扬机钢丝绳盘(34)上，卷扬机钢丝绳盘(34)安装在井架(1)的上端；提升链条(30)绕在提土主动链轮(26)、链条回位轮(27)、导向链轮(28)、升降位移链轮(29)上，并形成一个闭合回路；在提升链条(30)上每隔一定距离设有装土斗(31)。

8、根据权利要求6所述的自动挖桩机，其特征是在所述螺旋叶片(5)及提土装置驱动部件的外围，设有一个护筒(42)，护筒42为上小下大的阶梯筒形件，其过渡之处为圆锥面(43)，放置时，上述圆形底板(20)的周边与护筒(42)的圆锥面(43)接触，使护筒(42)获得有效的支撑；护筒(42)可以由多块组合而成，其中包括两块上大下小的嵌模板(44)和四块近四分之一圆弧的弧形筒板(45)构成，每两块弧形筒板(45)相邻近端的一侧之间采用铰链(46)连接，相对远端的一侧与嵌模板(44)之间采用90°弯钩(47)和圆形套(48)以相互插入的方式连接，其中弯钩(47)和圆形套(48)分别固定在嵌模板(44)和弧形筒板(45)上，在嵌模板(44)和弧形筒板(45)上均连有吊绳(49)。

9、根据权利要求2所述的自动挖桩机，其特征是所述捣筑护壁模构件是由捣筑护壁圆筒模(50)和圆筒模驱动部件构成，圆筒模驱动部件包括一个上支撑板(51)、一个上齿轮(52)、一个上中间齿轮(53)、一个下支撑板(54)、一个下齿轮(55)、一个下中间齿轮(56)构成，在上支撑板(51)和下支撑板(54)的中心各固定安装有一个上轴承(57)和下轴承(58)，上、下轴承(57、58)的内圈分别与套轴(2)紧配合，另在上支撑板(51)和下支撑板(54)上均开有提土工位孔(59)和抽水孔(60)，上支撑板(51)上还设有一个边缘开口的砼进料位(61)；上齿轮(52)和下齿轮(53)均键设在套轴(2)上，其上齿轮(52)位于上轴承(57)的下方，下齿轮(55)位于下轴承(58)的上方；上、下中间齿轮(53、56)分别键设在一根中间齿轮轴(62)的上下部位，它们分别与上、下齿轮(52、55)啮合，中间齿轮轴(62)的分别通过上、下支撑轴承(63、64)与上、下支撑板(51、54)相连；捣筑护壁圆筒模(50)的外周面上设有多条成间距分布的砼进料螺旋槽(65)；在捣筑护壁圆筒模(50)内壁上下端分别设有上环形齿条(66)和下环形齿条(67)，上环形齿条(66)和下环形齿条(67)分别于上中间齿轮(53)和下中间齿轮(56)相啮合。

10、根据权利要求9所述的自动挖桩机，其特征是所述捣筑护壁圆筒模(50)可以由多块组合而成，其中包括两块上大下小的嵌模板(68)和四块近四分之一圆弧的弧形筒板(69)构成，每两块弧形筒板(69)相邻近端的一侧之间采用铰链(70)连接，相对远端的一侧与嵌模板(68)之间采用90°弯钩(71)和圆形套(72)以相互插入的方式连接，其中弯钩(71)和圆形套(72)分别固定在嵌模板(68)和弧形筒板(69)上，在嵌模板(68)和弧形筒板(69)上均连有吊绳(73)；上环形齿条(66)和下环形齿条(67)也是有多条组合而成，其分别通过螺栓(74)固定在两块嵌模板(68)和四块弧形筒板(69)上。

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