一种防坠落多功能钻头的制作方法

1.本技术涉及桩工机械设备技术领域，尤其是涉及一种防坠落多功能钻头。


背景技术：

2.打桩机是常用的打桩设备，一般分为落锤打桩机、汽锤打桩机、柴油打桩机、液压锤打桩机和螺旋打桩机，其中螺旋打桩机是一种通过动力头带动钻杆钻头向地下钻机成孔的打桩设备。
3.在钻孔过程中，由于地质、钻头强度和扭转切应力等原因，钻头容易发生折断或者与钻杆脱离的情况，以致折断部分的钻头或脱离钻杆的钻头坠落在桩坑中，进而影响钻孔打桩的后续施工作业。若重新规划打桩位置，工程量较大，也不切合实际，通常的解决方式是由工作人员进入桩坑中对钻头进行打捞，但由于桩坑并未成型，桩坑可能出现坍塌的情况，打捞钻头的工作人员存在人身安全隐患。


技术实现要素：

4.为了提高钻头和钻杆的连接稳定性，减少钻头在工作过程中因钻头与钻杆连接处的扭转切应力，导致钻头脱离钻杆坠落在桩坑中，从而使钻孔作业难以实施等情况发生，本技术提供一种防坠落多功能钻头，用以解决上述问题。
5.本技术提供的一种防坠落多功能钻头采用如下的技术方案：
6.一种防坠落多功能钻头，包括钻杆、固定在所述钻杆端部的上连接件、用于钻孔的推进部和固定在所述推进部端部并与所述上连接件螺栓连接的下连接件，所述下连接件上朝向所述钻杆的表面上沿其周向平均固定有多个椭圆柱状的抗剪部，所述上连接件上朝向所述推进部的表面上开设有与所述抗剪部插接配合的抗剪槽。
7.通过采用上述技术方案，利用抗剪部增大上连接件和下连接件配合的紧密程度，使推进部和钻杆的连接整体性更佳，抗剪部的弧形面使产生的扭转切应力作用在弧形面上，通过弧形面将部分扭转切应力相互抵消，从而在钻头作业时，使上连接件和下连接件之间的连接更加稳定，使下连接件不易因扭转切应力的影响而与上连接件脱离。
8.优选的，所述上连接件和所述下连接件在垂直于所述钻杆长度方向的截面为圆形。
9.通过采用上述技术方案，将上连接件和下连接件设置为圆形，由于钻头在旋转的过程中会受到风阻的影响，圆形的结构可以相较于其他形状的连接件能够在一定程度上减少风阻对钻头工作的影响，从而起到降低能耗的作用。
10.优选的，所述抗剪部中心位置开设有供螺栓连接的螺纹孔，所述上连接件上开设有与所述螺纹孔同轴的供螺栓穿过的孔洞。
11.通过采用上述技术方案，相比于不考虑螺栓位置，仅仅直接固定上连接件和下连接件的做法，钻头在旋转过程中扭转切应力作用在螺栓杆部，以致螺栓容易折断；现将螺栓穿设在开设有螺纹孔的抗剪部上，使螺栓既起到固定上连接件和下连接件的作用，同时抗
剪部对螺栓杆部也起到保护的作用。
12.优选的，所述下连接件上固定有与所述上连接件外壁插接配合的套筒。
13.通过采用上述技术方案，设置套筒将下连接件与上连接件外壁紧密连接，提高了下连接件和上连接件的整体性，进一步预防下连接件脱离上连接件的情况发生。
14.优选的，所述套筒朝向所述上连接件外壁的表面上沿其周向平均固定有多个圆柱形抗扭条，所述抗扭条的长度方向与所述钻杆的长度方向一致，且所述上连接件上开设有与所述抗扭条插接配合的抗扭槽。
15.通过采用上述技术方案，在套筒上安装抗扭条，利用抗扭条与上连接件上的抗扭槽插接配合使套筒与上连接件的侧壁连接的更加紧密；同时，抗扭条采用圆柱形，使其承受扭转切应力的能力更佳。
16.优选的，所述抗扭条的一端固定在所述抗剪部朝向所述上连接件的表面上。
17.通过采用上述技术方案，将抗扭条的一端固定在抗剪部上，两者结合共同分担扭转切应力，若抗扭条固定在两个抗剪部之间，抗扭条的长度相对较长，也更容易折断受损，若与抗剪部固定，抗剪部能够承受的扭转切应力更强，抗扭条受到的部分力能够传递到抗剪部上，从而使抗扭条不易损坏。
18.优选的，所述推进部内固定连接有长度方向与所述推进部长度方向一致且长度相等的肋板，所述肋板宽度方向的两端与所述推进部的内壁固定。
19.通过采用上述技术方案，由于推进部在钻孔的过程中，与土壤、特别是岩石等摩擦，在钻孔到一定深度后，推进部容易因强度不足而折断，在推进部内固定肋板以增加推进部的强度。
20.优选的，两个所述肋板十字交叉固定。
21.通过采用上述技术方案，设置两个十字交叉的肋板，既起到对推进部外壁支撑的作用，在减少材料的同时，十字交叉的两个肋板在旋转过程中使推进部内部受力均匀，预防非对称分布肋板在推进部旋转的过程中内受力不均对肋板产生额外的损坏。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
23.1.在下连接件上固定椭圆柱形的抗剪部，利用抗剪部增大上连接件和下连接件配合的紧密程度，使推进部和钻杆的连接整体性更佳，抗剪部的弧形面使产生的扭转切应力作用在弧形面上，通过弧形面将部分扭转切应力相互抵消，从而在钻头作业时，使上连接件和下连接件之间的连接更加稳定，使下连接件不易因扭转切应力的影响而与上连接件脱离；
24.2.将螺栓穿设在开设有螺纹孔的抗剪部上，使螺栓既起到固定上连接件和下连接件的作用，同时抗剪部对螺栓杆部也起到保护的作用；
25.3.由于推进部在钻孔的过程中，与土壤、特别是岩石等摩擦，在钻孔到一定深度后，推进部容易因强度不足而折断，在推进部内固定肋板以增加推进部的强度；设置两个十字交叉的肋板，既起到对推进部外壁支撑的作用，在减少材料的同时，十字交叉的两个肋板在旋转过程中使推进部内部受力均匀，预防非对称分布肋板在推进部旋转的过程中内受力不均对肋板产生额外的损坏。
附图说明
26.图1是本技术实施例的一种防坠落多功能钻头的爆炸图。
27.附图标记说明：11、推进部；12、肋板；2、钻杆；3、上连接件；31、抗扭槽；4、下连接件；41、套筒；42、抗扭条；51、抗剪部；52、抗剪槽；61、螺栓；62、螺纹孔。
具体实施方式
28.以下结合附图1对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种防坠落多功能钻头。参照图1，新型钻孔桩护筒包括推进部11、下连接件4、钻杆2和上连接件3。推进部11为圆锥筒结构，其外部有螺旋的桨叶，推进部11用于钻破岩层，进行钻孔作业。下连接件4焊接固定在推进部11直径较大的一端，下连接件4为圆盘结构，推进部11的长度方向垂直于下连接件4的直径所在平面，且下连接件4的外直径大于推进部11的直径，其内直径与推进部11的直径相等。上连接件3固定在钻杆2上朝向下连接件4的端部，上连接件3为圆盘结构，其内直径与下连接件4的直径长度相等。
30.将上连接件3和下连接件4设置为圆形，由于钻头在旋转的过程中会受到风阻的影响，圆形的结构可以相较于其他形状的连接件能够在一定程度上减少风阻对钻头工作的影响，从而起到降低能耗的作用。
31.参照图1，下连接件4上朝向钻杆2的表面上固定有抗剪部51，抗剪部51为椭圆柱形，其高度方向与推进部11的长度方向一致，四个抗剪部51沿下连接件4的周向平均分布。与抗剪部51位置对应的，在上连接件3上开设有与抗剪部51插接配合的抗剪槽52，抗剪槽52的形状大小与抗剪部51长度方向的截面形状大小一致。
32.利用抗剪部51增大上连接件3和下连接件4配合的紧密程度，使推进部11和钻杆2的连接整体性更佳，抗剪部51的弧形面使产生的扭转切应力作用在弧形面上，通过弧形面将部分扭转切应力相互抵消，从而在钻头作业时，使上连接件3和下连接件4之间的连接更加稳定，使下连接件4不易因扭转切应力的影响而与上连接件3脱离。
33.参照图1，每个抗剪部51中心位置均开设有螺纹孔62，在上连接件3上对应螺纹孔62开设的位置也开设有供螺栓61通过的孔洞。相比于依靠螺栓61直接将上连接件3和下连接件4固定的方式，在螺栓61安装位置没有特别设定的情况下，由于钻头在旋转过程中扭转切应力作用在螺栓61杆部，以致螺栓61容易折断；现将螺栓61穿设在开设有螺纹孔62的抗剪部51上，在螺栓61既起到固定上连接件3和下连接件4的作用的同时，抗剪部51对螺栓61杆部也起到保护的作用，螺栓61受到的扭转切应力更小，从而使下连接件4和上连接件3的连接更加稳定。
34.参照图1，下连接件4上朝向钻杆2的表面上固定有套筒41，套筒41的直径与下连接件4的直径相等，套筒41的长度方向和推进部11的长度方向相同，套筒41的高度和上连接件3的高度相等，套筒41与上连接件3的外壁插接配合。在套筒41内侧上固定有圆柱形抗扭条42，抗扭条42的长度方向与套筒41的高度方向一致，四个抗扭条42沿套筒41的内壁平均分布，且每根抗扭条42的一端均与一个抗剪部51朝向钻杆2的一侧表面固定，并位于抗剪部51周向的中心位置，抗扭条42的另一端延伸到套筒41远离推进部11的一端，在上连接件3上开设有与抗扭条42插接配合的抗扭槽31。
35.设置套筒41将下连接件4与上连接件3外壁紧密连接，提高了下连接件4和上连接
件3的整体性，进一步预防下连接件4脱离上连接件3的情况发生。在套筒41上安装抗扭条42，利用抗扭条42与上连接件3上的抗扭槽31插接配合使套筒41与上连接件3的侧壁连接的更加紧密；同时，抗扭条42采用圆柱形，使其承受扭转切应力的能力更佳。将抗扭条42的一端固定在抗剪部51上，两者结合共同分担扭转切应力，若抗扭条42固定在两个抗剪部51之间，抗扭条42的长度相对较长，也更容易折断受损，若与抗剪部51固定，抗剪部51能够承受的扭转切应力更强，抗扭条42受到的部分力能够传递到抗剪部51上，从而使抗扭条42不易损坏。
36.参照图1，推进部11内固定有十字交叉的两块肋板12，肋板12的长度方向与推进部11的长度方向一致且长度相等。肋板12宽度方向的两端均与推进部11的内壁固定，即肋板12长度方向的截面形状呈到等腰梯形。由于推进部11在钻孔的过程中，与土壤、特别是岩石等摩擦，在钻孔到一定深度后，推进部11容易因强度不足而折断，在推进部11内固定肋板12以增加推进部11的强度。设置两个十字交叉的肋板12，既起到对推进部11外壁支撑的作用，在减少材料的同时，十字交叉的两个肋板12在旋转过程中使推进部11内部受力均匀，预防非对称分布肋板12在推进部11旋转的过程中内受力不均对肋板12产生额外的损坏。
37.本技术实施例一种防坠落多功能钻头的使用原理为：施工人员将推进部11挪到钻杆2下方，然后将其上的抗剪部51对准上连接件3上的抗剪槽52，将下连接件4插接到上连接件3上。随后，将螺栓61穿过螺纹孔62并拧紧，对下连接件4和上连接件3进行固定。钻头在钻孔作业时，抗剪部51的弧形面使产生的扭转切应力作用在弧形面上，通过弧形面将部分扭转切应力相互抵消，从而使上连接件3和下连接件4之间的连接更加稳定；同时，螺栓61穿设在抗剪部51内，抗剪部51对螺栓61杆部也起到保护的作用，螺栓61受到的扭转切应力更小，从而使下连接件4和上连接件3的连接更加稳定。使下连接件4不易因扭转切应力的影响而与上连接件3脱离。
38.本技术的一种防坠落多功能钻头，通过抗剪部51使钻头和钻杆2的连接稳定性，减少钻头在工作过程中因钻头与钻杆2连接处的扭转切应力，预防钻头脱离钻杆2坠落在桩坑中，从而使钻孔作业难以实施等情况发生。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。