專利名稱：擴底鉆頭及旋挖鉆機的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑設備領域，更具體而言，涉及一種擴底鉆頭及包含該種擴底鉆頭的旋挖鉆機。
背景技術：
擴底樁是一種新型鉆孔灌注樁，其與傳統的普通直型樁相比(在同等承載力條件下)，能節約混凝土 20% 40%、鋼材40% 50%、工程總投資能節省30% 50%、工期節約30%左右。在日本等發達國家擴底粧占全部粧基礎的95%以上，目如擴底粧已廣泛應用于上海、廣東、天津等地的高層建筑和基礎設施的建設中。面對如此規模巨大的市場需求，現有國內旋挖鉆機使用落后的機械式擴底鉆頭在 擴孔效率、擴孔精度、施工安全性等方面都存在著難以克服的弊端。目前國內施工市場上的全液壓式擴底鉆頭全部由日本進口設備壟斷，國內所有樁工設備制造商沒有一家具備獨立制造該類設備的能力，因此全液壓擴底鉆頭的開發具有重大的意義。目前國內機械式擴底鉆頭的結構如圖I所示，其主要由方接頭I’、活動架2’、切削壁3’、連接桿4’、固定桿5’等部件組成，主要靠鉆桿給方接頭I’加壓后，活動桿2’沿著固定桿5’往下滑動，使得切削壁3’展開，以達到擴底的目的。此結構切削壁3’的展開力距小，切削后不能清渣，施工效率不高。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種擴底鉆頭，在鉆具內設置液壓油缸，控制兩個活動斗門開啟進行擴孔作業，活動斗門收回時可將鉆渣擠到鉆具內部，將鉆具提出鉆孔后可實現自動卸渣，大大提高了擴孔效率。再者，本發明還提供了一種旋挖鉆機。有鑒于此，本發明提供了一種擴底鉆頭，其包括鉆體、兩個活動斗門、伸縮機構、鉆底及鉆底開閉機構，所述鉆體為中空結構，其側部對稱地開有兩個門孔，其底部設有底孔；兩個所述活動斗門分別可轉動地安裝在所述鉆體上并可將所述兩個門孔遮蔽，所述活動斗門的外部設置有鉆齒；所述鉆底可轉動地安裝在所述鉆體上并可將所述底孔遮蔽；所述伸縮機構安裝在所述鉆體內部并可推動所述活動斗門轉動；所述鉆底開閉機構可控制所述鉆底的開閉。本發明提供的技術方案，通過伸縮機構控制活動斗門的開啟和收回，實現了可控擴底和自動收渣的目的，大大提高了擴孔作業的效率。在上述基礎技術方案中，優選地，所述鉆體包括方接頭、鉆體腔體、導向筒及支撐桿，所述方接頭安裝在所述鉆體腔體頂端，并可與鉆桿連接；所述導向筒安裝在所述鉆體腔體頂端、所述方接頭外圍；所述支撐桿的一端連接至方接頭，其上設置有所述伸縮機構；所述鉆體腔體的側部對稱地設置有兩個所述門孔，其底部設置有底孔。導向筒可以有效地防止擴底過程中出現卸孔的情況，保證擴孔作業的準確性和擴孔質量。在上述基礎技術方案中，優選地，所述支撐桿上設置有轉動環，所述轉動環上安裝有曲柄，所述曲柄的兩端分別連接至兩個所述活動斗門。曲柄可以實現兩個活動斗門的同步開啟和同步關閉，保證擴孔作業的穩定性，延長擴底鉆具的使用壽命。在上述基礎技術方案中，優選地，所述活動斗門的周向外側設置有所述鉆齒，所述活動斗門的內壁上設置有加強筋和軸套，所述活動斗門通過第一銷軸安裝在所述鉆體腔體上，所述伸縮機構可驅動所述活動斗門繞所述第一銷軸轉動。通過伸縮機構可自動地控制活動斗門的開啟，提高擴底作業的自動化程度和擴孔精度。在上述任一技術方案中，優選地，所述鉆齒通過螺栓安裝在所述活動斗門上。這樣，便于對個別損壞的鉆齒進行拆卸更換，提聞生廣率，同時提聞活動斗門的使用壽命，節約生產成本。在上述基礎技術方案中，優選地，所述鉆底開閉機構包括設置于所述鉆底上的限位板；安裝在所述鉆體腔體上的鎖桿；所述限位板上開有長條孔，所述鎖桿的一端設置有掛鉤，所述鎖桿的另一端設置有復位彈簧，所述掛鉤可穿過所述長條孔并拉伸所述復位彈簧，所述掛鉤在復位彈簧的作用下旋轉并掛扣于所述限位板的背面。
這樣，可以方便實現鉆底的打開和關閉，實現便捷卸渣，提高擴孔作業的連續性和生產效率。在上述任一技術方案中，優選地，所述鉆底通過第二銷軸與所述鉆體腔體連接。這樣，可以方便地實現鉆底與鉆體腔體的連接，安裝方便，連接牢固，零部件成本較低，節約生產成本。在上述任一技術方案中，優選地，所述伸縮機構為液壓油缸。在上述任一技術方案中，優選地，所述液壓油缸上安裝有圖像采集裝置。這樣，可以全程可視可控擴底的形狀和深度，進一步提高擴孔作業的精確度。再者，為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明還提供了一種旋挖鉆機，包括上述技術方案中的擴底鉆頭。本發明提供的上述技術方案，具有如下有益效果I)鉆具上端裝有防止斜孔的導向筒，有效防止擴底過程中出現斜孔的情況；2)方接頭和鉆具之間箱型的加強結構，加強了鉆具整體的強度；3)該發明設計一個中心支撐桿，并在活動斗門和支撐桿之間設計兩個曲柄，實現兩扇斗門的同時聯動性和整個結構的穩定性；4)鉆具內設有帶有傳感器的兩個油缸，控制鉆具的兩扇側門開啟和關閉來進行擴底，并在擴底過程中全程可視可控擴底的形狀和深度；5)能夠自動清理鉆渣并自動卸渣。
圖I是相關技術中擴底鉆頭的結構示意圖；圖2是根據本發明所述擴底鉆頭一實施例的結構示意圖；圖3是圖2所示結構中鉆體的結構示意圖；圖4是圖2所示結構中活動斗門的結構示意圖；圖5是圖2所示結構中鉆體的另一視角結構示意圖；圖6是圖2所示結構中鉆體再一視角的結構示意圖7是圖2所示結構中鉆底的結構示意圖。其中，圖I中附圖標記與零部件名稱之間的對應關系為I’方接頭2’活動架3’切削壁4’連接桿5’固定桿圖2至圖7中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為I鉆體 2活動斗門 3伸縮機構 6鉆底8曲柄9第二銷軸10鉆齒11方接頭12鉆體腔體13導向筒 14支撐桿21加強筋22軸套 23第一銷軸 141轉動環61限位板611長條孔 62鎖桿621掛鉤63復位彈簧
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。如圖2至圖7所示，本發明提供了一種擴底鉆頭，其包括鉆體I、兩個活動斗門2、伸縮機構3、鉆底6及鉆底開閉機構，所述鉆體I為中空結構，其側部對稱地開有兩個門孔，其底部設有底孔；兩個所述活動斗門2分別可轉動地安裝在所述鉆體I上并可將所述兩個門孔遮蔽，所述活動斗門2的外部設置有鉆齒10 ;所述鉆底6可轉動地安裝在所述鉆體I上并可將所述底孔遮蔽；所述伸縮機構3安裝在所述鉆體I內部并可推動所述活動斗門2轉動；所述鉆底開閉機構可控制所述鉆底6的開閉。本發明提供的技術方案，通過伸縮機構控制活動斗門的開啟和收回，實現了可控擴底和自動收渣的目的，大大提高了擴孔作業的效率。如圖3所示，所述鉆體I包括方接頭11、鉆體腔體12、導向筒13及支撐桿14，所述方接頭11安裝在所述鉆體腔體12頂端，并可與鉆桿連接；所述導向筒13安裝在所述鉆體腔體12頂端、所述方接頭11外圍；所述支撐桿14的一端連接至方接頭11，其上設置有所述伸縮機構3 ;所述鉆體腔體12的側部對稱地設置有兩個所述門孔，其底部設置有底孔。如圖2和圖3所示，所述支撐桿14上設置有轉動環141，所述轉動環141上安裝有曲柄8，所述曲柄8的兩端分別連接至兩個所述活動斗門2。曲柄可以實現兩個活動斗門的同步開啟和同步關閉，保證兩個活動斗門的同時聯動性和整個結構的穩定性，延長了擴底鉆具的使用壽命。優選地，所述活動斗門2的周向外側設置有所述鉆齒10，所述活動斗門2的內壁上設置有加強筋21和軸套22，所述活動斗門2通過第一銷軸23安裝在所述鉆體腔體12上，所述伸縮機構3可驅動所述活動斗門2繞所述第一銷軸23轉動。導向筒可以有效地防止擴底過程中出現斜孔的情況，保證擴孔作業的準確性和擴
孔質量。
在一種具體實施方式
中，所述鉆齒10通過螺栓安裝在所述活動斗門2上。這樣，便于對個別損壞的鉆齒進行拆卸更換，不用因為個別損壞的鉆齒而更換整個活動斗體，節約生產成本，同時避免活動斗門的頻繁更換，提高生產率。如圖5至圖7所示，所 述鉆底開閉機構包括設置于所述鉆底6上的限位板61 ;安裝在所述鉆體腔體12上的鎖桿62 ;所述限位板61上開有長條孔611，所述鎖桿62的一端設置有掛鉤621，所述鎖桿62的另一端設置有復位彈簧63，所述掛鉤621可穿過所述長條孔611并拉伸所述復位彈簧63，所述掛鉤621在復位彈簧63的作用下旋轉并掛扣于所述限位板61的背面。這樣，可以實現擴底后自動清渣，并在將鉆頭提出鉆孔后實現自動卸渣，提高擴孔作業的連續性和生產效率。如圖7所示，所述鉆底6通過第二銷軸9與所述鉆體腔體12連接。這樣，可以方便地實現鉆底與鉆體腔體的連接，安裝方便，連接牢固，零部件成本較低，節約生產成本。如圖2所示，所述伸縮機構3為液壓油缸。液壓油缸便于遠程控制，同時動作精度高，震動小，作業安全。本實施例中，在所述液壓油缸上還安裝有圖像采集裝置。這樣，可以全程可視可控擴底的形狀和深度，進一步提高擴孔作業的精確度。在直樁成樁后，采用此擴底鉆頭，可實現二次擴底，具體步驟如下擴孔鉆頭達到孔底后，帶有傳感器的兩個液壓油缸同時開始由泵供油，兩個活塞桿同時往外推動活動斗門往外展開，活動斗門往外展開的同時帶動曲柄8沿著鎖桿62轉動，同時鎖桿62繞著轉動環141轉動，曲柄8確保了兩扇活動斗門同時展開；鉆齒10在扭矩作用下切入巖石實現擴孔；在擴底過程中鉆渣脫落孔底后，活動斗門在液壓油缸活塞桿的拉力下，往回收，曲柄8沿著鎖桿62轉動，同時鎖桿62繞著轉動環141轉動，實現兩扇斗門的同時收回的功能；收回斗門的過程中，鉆渣被活動斗門擠到鉆具內部；提鉆后，手動轉動鎖桿62上的驅動桿，掛鉤621脫落，鉆底6開啟，實現自動卸渣功能。再者，本發明還提供了一種旋挖鉆機，包括上述實施例中的擴底鉆頭。本發明提供的上述技術方案，具有如下有益效果鉆具上端裝有防止斜孔的導向筒，有效防止擴底過程中出現斜孔的情況；方接頭和鉆具之間箱型的加強結構，加強了鉆具整體的強度；該發明設計一個中心支撐桿，并在活動斗門和支撐桿之間設計兩個曲柄，實現兩扇斗門的同時聯動性和整個結構的穩定性；鉆具內設有帶有傳感器的兩個油缸，控制鉆具的兩扇側門開啟和關閉來進行擴底，并在擴底過程中全程可視可控擴底的形狀和深度；能夠自動清理鉆渣并自動卸渣。在本發明中，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種擴底鉆頭，其特征在于，包括鉆體(I)、兩個活動斗門(2)、伸縮機構(3)、鉆底(6)及鉆底開閉機構， 所述鉆體(I)為中空結構，其側部對稱地開有兩個門 孔，其底部設有底孔； 兩個所述活動斗門(2)分別可轉動地安裝在所述鉆體(I)上并可將所述兩個門孔遮蔽，所述活動斗門(2)的外部設置有鉆齒(10)； 所述鉆底(6)可轉動地安裝在所述鉆體(I)上并可將所述底孔遮蔽； 所述伸縮機構(3)安裝在所述鉆體(I)內部并可推動所述活動斗門(2)轉動； 所述鉆底開閉機構可控制所述鉆底(6)的開閉。
2.根據權利要求I所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述鉆體(I)包括方接頭(11)、鉆體腔體(12)、導向筒(13)及支撐桿(14)， 所述方接頭(11)安裝在所述鉆體腔體(12)頂端，并可與鉆桿連接； 所述導向筒(13 )安裝在所述鉆體腔體(12 )頂端、所述方接頭(11)外圍； 所述支撐桿(14)的一端連接至方接頭(11)，其上設置有所述伸縮機構(3)； 所述鉆體腔體(12)的側部對稱地設置有兩個所述門孔，其底部設置有底孔。
3.根據權利要求2所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述支撐桿(14)上設置有轉動環(141)，所述轉動環(141)上安裝有曲柄(8)，所述曲柄(8)的兩端分別連接至兩個所述活動斗門(2)。
4.根據權利要求3所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述活動斗門(2)的周向外側設置有所述鉆齒(10)，所述活動斗門(2)的內壁上設置有加強筋(21)和軸套(22)，所述活動斗門(2)通過第一銷軸(23)安裝在所述鉆體腔體(12)上，所述伸縮機構(3)可驅動所述活動斗門(2 )繞所述第一銷軸(23 )轉動。
5.根據權利要求4所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述鉆齒(10)通過螺栓安裝在所述活動斗門⑵上。
6.根據權利要求I所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述鉆底開閉機構包括 設置于所述鉆底(6)上的限位板(61)； 安裝在所述鉆體腔體(12)上的鎖桿(62)； 所述限位板(61)上開有長條孔(611)，所述鎖桿(62)的一端設置有掛鉤(621)，所述鎖桿(62)的另一端設置有復位彈簧(63)； 所述掛鉤(621)可穿過所述長條孔(611)并拉伸所述復位彈簧(63)； 所述掛鉤(621)在復位彈簧(63)的作用下旋轉并掛扣于所述限位板(61)的背面。
7.根據權利要求6所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述鉆底(6)通過第二銷軸(9)與所述鉆體腔體(12)連接。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述伸縮機構(3)為液壓油缸。
9.根據權利要求8所述的擴底鉆頭，其特征在于，所述液壓油缸上安裝有圖像采集裝置。
10.一種旋挖鉆機，其特征在于，包括如權利要求I至9中任一項所述的擴底鉆頭。
全文摘要
本發明提供了一種擴底鉆頭，包括鉆體、兩個活動斗門、伸縮機構、鉆底及鉆底開閉機構，鉆體為中空結構，其側部對稱地開有兩個門孔，其底部設有底孔；兩個活動斗門分別可轉動地安裝在鉆體上并可將兩個門孔遮蔽，活動斗門的外部設置有鉆齒；鉆底可轉動地安裝在鉆體上并可將底孔遮蔽；伸縮機構安裝在鉆體內部并可推動活動斗門轉動；鉆底開閉機構可控制鉆底的開閉。本發明還提供了一種旋挖鉆機。本發明提供的技術方案，可以通過液壓缸控制側門開啟或關閉來實現擴底和收渣，擴孔精度高，同時能夠實現自動卸渣，自動化程度高，可顯著提高擴底作業的效率。
文檔編號E21B10/26GK102704851SQ20121018669
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者相振松, 程大丹 申請人:三一重工股份有限公司