一种防真空效应的旋挖钻机钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种防止真空效应的旋挖钻机钻头，其包括钻头、通气钢管、重力装置，通气钢管安装在钻头内并靠近钻头钢壳，通气钢管上部与钻头顶面平齐，下部与钻头底面平齐，通气钢管内插有重力装置；在提升钻头卸土时，重力装置向下运动打通桩孔底部至钻头底部之间的空间与外界连通的通道，从而防止形成真空；降低提升钻头是旋挖钻机提供的卷扬力，避免做无用功，提高钻机工作效率，并有效的节约了能源；防止由于钻机施加提升钻头的卷扬力过大，而导致钻孔周围地面开裂，严重时产生锅底形塌孔，同时防止造成钻机发生倾覆事故；减少事故的发生及其后期的处理费用。
【专利说明】 一种防真空效应的旋挖钻机钻头
所属【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种防止真空效应的旋挖钻机钻头，其能有效地使桩孔底部与钻头底部的空间与外界连通，避免产生真空效应。属于工程机械领域。
【背景技术】
[0002]目前，在土建基础工程、桥梁工程及基坑开挖支护等大直径工程桩成桩中，钻孔作业一般都采用旋挖钻机进行，而钻机的关键部件之一是钻头，钻头结构的设计是否优异，决定了钻机能否充分发挥功能。我国幅员辽阔，地质情况复杂，黏性土分布广泛。现有钻头，在黏性土 (特别是软黏土)环境下施工作业时，在提升钻头进行卸土的过程中，由于钻头钢壳与黏性土之间的紧密结合而使桩孔底部至钻头底部之间形成真空，产生真空效应。为了能顺利的提钻卸土，不仅需要施加更大的卷扬力，而且还会造成施工周期的增长；当真空度足够高时，则很难将钻头提升，而且还会出现以下两种不良情况:一是软黏土埋深较浅时，钻头提升时由于真空作用过大而使钻孔周围地面开裂，严重时产生锅底形塌孔；二是软黏土埋深较深时，钻头提升时由于真空作用过大，卷扬力产生的力矩大于旋挖机自重产生的力矩，而导致旋挖钻机发生倾覆事故。为了提高旋挖钻机的工作效率，使其少做无用功，防止事故发生，必须对钻头进行改进。
【发明内容】
[0003]为了更好的解决上述问题，本实用新型提出了一种防止真空效应的旋挖钻机钻头，其目的是为了防止在黏性土环境中施工作业时，由于钻头钢壳壁与黏性土之间的紧密结合而使旋挖桩孔底至钻头底部之间形成真空，提高施工效率，同时还可达到节约能源的目的。
[0004]本实用新型防止真空效应的旋挖钻机钻头包括钻头、通气钢管3、重力装置，通气钢管3安装在钻头内并靠近钻头钢壳，通气钢管3上部与钻头顶面平齐，下部与钻头底面平齐，通气钢管3内插有重力装置。
[0005]本实用新型所述重力装置包括重锤1、橡胶垫2、连接杆4、钢垫5，重锤I与钢垫5分别焊接在连接杆4的上、下两端，橡胶垫2设置在钻头上并位于重锤I下方；橡胶垫有三个，均匀的分布在通气钢管上端外侧，且橡胶垫之间留有空隙，流体能够自由通过；重锤向下运动落在橡胶垫上；连接杆4直径较通气钢管3小；橡胶垫2对重力提供器重锤I提供缓冲作用，钢垫5防止钻头取土过程中土进入通气钢管3内。
[0006]本实用新型所述钢垫5为上部开口的圆柱形薄壁结构，其内径比钢管大50-80mm，钢垫底面转角处采用曲面过渡。
[0007]本实用新型所述重锤的重量为2_5kg。
[0008]本实用新型所述钻头包括钻头钢壳7、钻头底面8、连杆9、定位锥10、底面转轴11、钻齿12、钻杆13 ;钻头底面8 一端通过底面转轴11与钻头钢壳7连接，另一端与连杆9连接，连杆9上设置有限位弹簧6，定位锥10安装在钻头底面8中心，钻齿12设置在钻头底面8上，钻杆13通过圆柱销14与钻头相连。
[0009]在旋挖钻机完成一次取土工作，向上提升卸土的时候，通气钢管3内的重力装置在重力作用下，向下运动，从而打通旋挖桩孔底和钻头底之间的空间与外界大气相连的通道，外界大气可以自由进入，使内外气压平衡。
[0010]本实用新型使用步骤如下:(I)根据场地地质条件和工程安全稳定计算分析的要求，确定旋挖桩的施工参数；
[0011](2)选择旋挖钻机机械，并确定钻头尺寸；
[0012](3)根据工程地质情况，选择重力装置，并确定重锤重量；
[0013](4)下沉旋挖钻机钻头取土，取土时由于钻头底部与土体紧密结合，将钢片5顶起，防止土体进入通气钢管内；
[0014](5)提升钻机钻头卸土，提升钻头时重力装置向下运动，打通了内外连接通道，避免形成真空效应；
[0015](6)卸土完成并进行再次取土，直到成孔作业完成。
[0016]本实用新型具有以下有益效果:
[0017]1、防止旋挖机取土过程中，由于钻头钢壳与黏性土之间的紧密结合而使旋挖桩孔底至钻头底部之间形成真空，造成需要更大的卷扬力才能提升钻头卸土。
[0018]2、降低提升钻头时旋挖钻机提供的卷扬力,避免做无用功，提闻钻机工作效率，并有效的节约了能源。
[0019]3、防止由于钻机施加提升钻头的卷扬力过大，而导致钻孔周围地面开裂，严重时产生锅底形塌孔，同时防止造成钻机发生倾覆事故；减少事故的发生及其后期的处理费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的旋挖钻机钻头结构示意图；
[0021]图2是本实用新型的旋挖钻机钻头底部结构示意图；
[0022]图3是本实用新型的旋挖钻机通气钢管4与钢垫5的连接结构示意图；
[0023]图中:1_重锤；2_橡胶垫；3_通气钢管；4_连接杆；5-钢垫；6_限位弹簧；7-钻头钢壳；8_钻头底面；9-连杆；10_定位锥；11-底面转轴；12_钻齿；13_钻杆；14_圆柱销。
【具体实施方式】
[0024]下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。
[0025]实施例1:本防止真空效应的旋挖钻机钻头包括钻头、通气钢管3、重力装置，通气钢管3安装在钻头内并靠近钻头钢壳，通气钢管3上部与钻头顶面平齐，下部与钻头底面平齐，通气钢管3内插有重力装置；其中所述重力装置包括重锤1、橡胶垫2、连接杆4、钢垫5，重锤I与钢垫5分别焊接在连接杆4的上、下两端，橡胶垫2设置在钻头上并位于重锤I下方；橡胶垫有三个，均匀的分布在通气钢管上端外侧，且橡胶垫之间留有空隙，流体能够自由通过；重锤向下运动落在橡胶垫上；连接杆4直径较通气钢管3小；橡胶垫2对重力提供器重锤I提供缓冲作用，钢垫5防止钻头取土过程中土进入通气钢管3内；钻头钢壳7、钻头底面8、连杆9、定位锥10、底面转轴11、钻齿12、钻杆13 ;钻头底面8 一端通过底面转轴11与钻头钢壳7连接，另一端与连杆9连接，连杆9上设置有限位弹簧6，定位锥10安装在钻头底面8中心，钻齿12设置在钻头底面8上，钻杆13通过圆柱销14与钻头相连(见图1一3)。
[0026]根据工程地质情况，选择重力装置，重锤质量为5kg，钢垫内径选择比钢管外径大80mm ;在进行旋挖桩施工的时候，首先在指定的点埋设护筒，然后旋挖钻机就位，开始成孔。在旋挖机钻机成孔时，松开钻机主卷扬，反转解锁钻杆13，钻杆13下行至孔底钻进部位，此时，由于孔底土对钻头施加的反作用力，将带重锤I的重力装置顶起，使重力装置的钢垫5地面与钻头地面平齐。然后正转钻杆13带动钻头正转，并通过钻头底面8上的钻齿12破碎岩土，直接将岩土装入钻头内，待钻头内的土装满后，反转钻杆13解锁，开动主卷扬和动力头，通过伸缩钻杆13，将载满土的钻头向孔口方向提升；在钻杆13提升钻头的同时，设置在通气钢管3内的重力装置失去了孔底土体对其产生的支撑力，在重力作用下，重力装置将往下移动，当重力装置上的重锤I落在橡胶垫2上面停止。此时旋挖桩孔底至钻头底部之间的空间就能通过通气钢管3与外界连通。这样便可防止旋挖机取土过程中，由于钻头钢壳与黏性土之间的紧密结合而使旋挖桩孔底至钻头底部之间形成真空，产生真空效应。
[0027]实施例2:本防止真空效应的旋挖钻机钻头包括钻头、通气钢管3、重力装置，通气钢管3安装在钻头内并靠近钻头钢壳，通气钢管3上部与钻头顶面平齐，下部与钻头底面平齐，通气钢管3内插有重力装置；其中所述重力装置包括重锤1、橡胶垫2、连接杆4、钢垫5，重锤I与钢垫5分别焊接在连接杆4的上、下两端，橡胶垫2设置在钻头上并位于重锤I下方；橡胶垫有三个，均匀的分布在通气钢管上端外侧，且橡胶垫之间留有空隙，流体能够自由通过；重锤向下运动落在橡胶垫上；连接杆4直径较通气钢管3小；橡胶垫2对重力提供器重锤I提供缓冲作用，钢垫5防止钻头取土过程中土进入通气钢管3内；钻头钢壳7、钻头底面8、连杆9、定位锥10、底面转轴U、钻齿12、钻杆13 ;钻头底面8 一端通过底面转轴11与钻头钢壳7连接，另一端与连杆9连接，连杆9上设置有限位弹簧6，定位锥10安装在钻头底面8中心，钻齿12设置在钻头底面8上，钻杆13通过圆柱销14与钻头相连。
[0028]根据工程地质情况，选择重力装置，重锤质量为2kg，钢垫内径选择比钢管外径大50mm ;在进行旋挖桩施工的时候，首先在指定的点埋设护筒，然后旋挖钻机就位，开始成孔。在旋挖机钻机成孔时，松开钻机主卷扬，反转解锁钻杆13，钻杆13下行至孔底钻进部位，此时，由于孔底土对钻头施加的反作用力，将带重锤I的重力装置顶起，使重力装置的钢垫5地面与钻头地面平齐。然后正转钻杆12带动钻头正转，并通过钻头底面8上的钻齿12破碎岩土，直接将岩土装入钻头内，待钻头内的土装满后，反转钻杆13解锁，开动主卷扬和动力头，通过伸缩钻杆13，将载满土的钻头向孔口方向提升。在钻杆13提升钻头的同时，设置在通气钢管3内的重力装置失去了孔底土体对其产生的支撑力，在重力作用下，重力装置将往下移动，当重力装置上的重锤I落在橡胶垫2上面停止。此时旋挖桩孔底至钻头底部之间的空间就能通过通气钢管3与外界连通。这样便可防止旋挖机取土过程中，由于钻头钢壳与黏性土之间的紧密结合而使旋挖桩孔底至钻头底部之间形成真空，产生真空效应。
【权利要求】
1.一种防真空效应的旋挖钻机钻头，其特征在于:其包括钻头、通气钢管(3)、重力装置，通气钢管(3)安装在钻头内并靠近钻头钢壳，通气钢管(3)上部与钻头顶面平齐，下部与钻头底面平齐，通气钢管(3)内插有重力装置。
2.根据权利要求1所述防真空效应的旋挖钻机钻头，其特征在于:重力装置包括重锤(I)、橡胶垫(2)、连接杆(4)、钢垫(5)，重锤(I)与钢垫(5)分别焊接在连接杆(4)的上、下两端，橡胶垫(2 )设置在钻头上并位于重锤(I)下方。
3.根据权利要求2所述防真空效应的旋挖钻机钻头，其特征在于:钢垫(5)为上部开口的圆柱形薄壁结构，其内径比钢管大50-80mm，钢垫底面转角处采用曲面过渡。
4.根据权利要求2所述防真空效应的旋挖钻机钻头，其特征在于:重锤的重量为2_5kg。
5.根据权利要求1所述防真空效应的旋挖钻机钻头，其特征在于:钻头包括钻头钢壳(7)、钻头底面(8)、连杆(9)、定位锥(10)、底面转轴(11)、钻齿(12)、钻杆(13);钻头底面(8 ) 一端通过底面转轴(11)与钻头钢壳(7 )连接，另一端与连杆(9 )连接，连杆(9 )上设置有限位弹簧(6)，定位锥(10)安装在钻头底面(8)中心，钻齿(12)设置在钻头底面(8)上，钻杆(13)通过圆柱销(14)与钻头相连。
【文档编号】E21B10/00GK203756036SQ201420025124
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】曹净, 杨海星, 刘甜, 刘海明 申请人:昆明理工大学