CN100564709C - 高速开沟机 - Google Patents

Abstract

一种高速开沟机，它有钻具、机架、动力装置和运动机构，钻具是由钻杆和上部传动轴以万向节接头铰接成的整体，其中心有下端封闭的钻杆中空腔，该钻杆中空腔连通上端的进水管，该钻杆外表面均布有复数个的径向刀刃，在该径向刀刃间的管壁上布满复数个的射流水孔，各射流水孔连通钻杆中空腔，上部传动轴连接传动装置；钻具的钻杆及上部传动轴分别安装在机架的上定子、下定子的轴承座中，在该上、下定子之间装设有促使钻具保持垂直的校直装置。本发明以钻削和射流水的结合，能切割冻土、风化岩及岩石等坚硬地层，作业速度快，效率高，可应用于市政地下管网铺设，植树造林等工、农业领域的各种作业。

Description

高速开沟机

技术领域

本发明涉及在陆地开挖沟槽的施工机具。

背景技术

在工、农业生产中，经常需要进行地面开沟、开槽的作业，现有技术一般使用机械挖掘机或人力挖掘。挖掘机挖沟成本高，且只能挖掘较深较宽的沟槽。人力挖掘费工费时率低，且对石质地面及冻土无能为力。我们以前曾开发出射流钻孔机的设备，但不宜用于地面开槽。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速开沟机，能切割冻土、风化岩及岩石等坚硬地层，作业中钻具保持垂直地面状态，能适应各种地质环境，保证钻具寿命，保证作业质量。作业速度快，效率高。能切割处深而窄的沟壑，对地面的破坏小，开挖、填埋的成本较低。适用范围广泛，可应用于市政地下管网铺设、工业管道铺设、电缆铺设、构筑暗坝、植树造林等工、农业领域的各种作业。

本发明的目的是这样实现的：

一种高速开沟机，它有钻具、机架、动力装置和运动机构，钻具是由钻杆和上部传动轴以万向节接头铰接成的整体，钻杆为金属材质的管状直杆，钻杆中心有下端封闭的钻杆中空腔，该钻杆中空腔连通上端的进水管，该钻杆外表面均布有复数个的径向刀刃，在该径向刀刃间的管壁上布满复数个的射流水孔，各射流水孔连通该钻杆中空腔，所述上部传动轴连接动力装置；所述钻具的钻杆及上部传动轴分别安装在机架的上定子、下钉子的轴承座中，该下定子以相对上定子有一定升降量的连接方式弹性连接于机架，在该上、下定子之间的钻具***装设有促使钻具保持垂直的校直装置，其结构为：1至8个向下定子施加压力的圆柱压缩弹簧套装于所述上、下定子之间的钻具的***，或2至8个向下定子施加压力的所述圆柱压缩弹簧均布于所述上、下定子之间的钻具的***。

在所述上、下定子之间装设的弹簧校直装置的***还装设有减震器校直装置，其结构为：2至6个由油缸活塞构成的油阻尼减震器两端分别铰接于上、下定子，且均布于钻具***，且均匀分布于钻具***，每一油阻尼减震器的轴心线的延长线与钻具轴心线成一斜角。

所述钻具的结构为：装在上定子轴承座中的上部传动轴以皮带轮连接传动装置，在皮带轮与轴承之间的上部传动轴外圆套装有支承架，该轴承座上、下端有油封对上轴承实现密封，该上部传动轴下端以十字型万向节街头组件铰接于中部传动轴的上端，该中部传动轴螺接中空钻杆连接螺杆，该中空钻杆连接螺杆装在下定子的轴承座中，该下定子轴承座上、下端有油封对下轴承实现密封，该下定子轴承座的下部连接水腔，该水腔与中空钻杆连接螺杆的上、下端接触处分别装有油封和水封，该水腔有进水管连通外设水源，穿过该水腔的中空钻杆连接螺杆有横向孔连通该水腔，该中空钻杆连接螺杆下端螺接钻杆，该中空钻杆连接螺杆的横向孔连通所述钻杆的中心进水孔，在该水腔上方的下钉子轴承座内装设有管形支架以动配合套装于中空钻杆连接螺杆，对正该管形支架的下定子轴承座上有横向的溢流孔连通外部，经组合的上部传动轴、万向节接头、中部传动轴、中空钻杆连接螺杆、钻杆成为一连动的整体。

所述动力装置的动力源为电动机或发动机。

所述运动机构为胶皮车轮或在轨道上行走的金属车轮，该运动机构连接于机架。

本发明有以下积极有益的效果：

1.本开槽机在射流水的润滑及流化作用下以钻刃铣切的主运动，及向前行进的进给运动，在地表进行类同机床的铣削动作，完成开沟槽作业，它不仅可切割普通土质，而且能切割冻土、风化岩及岩石等坚硬地层，完成其它开沟机械不能做到的连续作业。

2.本机设有弹簧校直及油阻尼减震器校直共两级校直装置，可以使钻具碰到不同地质阻力时也能保持有效的工作，降低峰值功率，降低震动，加强稳定性，能适应各种地质环境，保证钻具长寿命，保证作业高质量。

3.本机以射流水加铣刀旋转的联合作业，因而作业速度快，效率高。

4.本机的下定子水腔供水的设计，对高速转动的钻杆提供射流水，其结构简单而实用。

5.本机能切出深而窄的沟壑，这也是其它挖掘机械所不能做到，它可根据实际需要切割出尺寸准确的沟槽，与机械挖掘机挖出的坡形沟相比，它对地面的破坏小，开挖、填埋的成本较低。

6.本机通过更换钻头或进行往复作业，可以很容易切割出不同宽度、不同深度的沟槽。

7.本机可切割出直线形、曲线型、圆形、封闭环形、多边形等各种形状的沟槽。

8.本机适用范围广泛，它可应用于市政地下管网如电缆、光缆、水管、排污管、煤气管的铺设，以及油管、天然气管等工业管道的铺设，构筑暗坝、植树造林等工、农业领域的各种作业。以植树为例，本机可以在冬季快速将树根周围的冻土连同整棵树一起掘起，进行移植，这是目前其它通用设备所不具备的功能。

附图说明

图1是本发明一实施例的机构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4同图3，为另一实施例。

具体实施方式

附图编号

1.钻具

101.钻杆              102.上部传动轴  103.万向节接头

104.钻杆中空腔        105.进水管      106.射流水孔

107.皮带轮            108.支承架      109.中部传动轴

110.中空钻杆链接螺杆  111.水腔        112.横向孔

113.刀刃              114.支承架

2.机架                201.上定子      202.下定子

203.(上)轴承座        204.轴承        205.(下)轴承座

206.轴承              207.管形支架    208.溢流孔

3.传动装置            4.压缩弹簧      5.油阻尼减震器

601.油封              602.油封        603.油封

604.油封              605.油封        606.水封

7.锁母                701.防松垫圈

请参照图1、图2、图3、图4，本发明是一种高速开沟机，它有钻具1、机架2、动力装置3和运动机构，钻具1是由钻杆101和上部传动轴102以万向节接头103铰接成的整体，钻杆101为金属材质的管状直杆，所述钻杆101中心有下端封闭的钻杆中空腔104，该钻杆中空腔104连通上端的进水管105，该钻杆101外表面均布有复数个的径向刀刃113，该径向刀刃可以是类同立铣刀的直刃，也可以是呈狼牙棒形状的交错齿刃。在该径向刀刃间的管壁上布满复数个的射流水孔106，各射流水孔106连通中心钻杆中空腔104，所述上部传动轴102连接传动装置3；所述钻具1的钻杆101及上部传动轴102分别安装在机架2的上定子201、下定子202的轴承座中，该下定子202以相对上定子201有一定升降量的连接方式弹性连接于机架2，(在图1所示实施例中，所述弹性联接是通过油阻尼减震器5实现的。)在该上、下定子201、202之间的钻具1的***装设有促使钻具保持垂直的校直装置。

在所述上、下定子201、202之间装设的校直装置的结构为：1至8个向下定子202施加压力的圆柱压缩弹簧4套装于所述上、下定子201、202之间的钻具1的***(见图1、图3)，或2至8个向下定子202施加压力的所述圆柱压缩弹簧4均布于所述上、下定子201、202之间的钻具1的***(见图4)。该弹簧4为多个时，也可有套装于钻具1的弹簧，同时有均布于钻具1***的弹簧。

在图1、图2所示实施例中，所述上、下定子之间同时装设有弹簧4构成的校直装置和油阻尼减震器5构成的校直装置，该油阻尼减震器校直装置的结构为：2至6个由油缸活塞构成的油阻尼减震器5两端分别铰接于上、下定子，且均布于钻具1的***，每一油阻尼减震器5的轴心线的延长线与钻具1的轴心线成一斜角。该油阻尼减震器5构成的校直装置设置于弹簧4构成的校直装置的***。所述油阻尼减震器5可以使用已有技术中的汽车减震器。

在图1、图2所示实施例中，所述钻具1的结构为：装在上定子轴承座203中的上部传动轴102以皮带轮107连接传动装置3，在皮带轮107与轴承204之间的上部传动轴102外圆套装有支承架108，该轴承座204上、下端有油封601、602对上轴承204实现密封，该上部传动轴102下端以十字型万向节接头103组件铰接于中部传动轴109的上端，该中部传动轴109螺接中空钻杆连接螺杆110，该中空钻杆连接螺杆110装在下定子的轴承座205中，该下定子轴承座205上、下端有油封603、604对下轴承206实现密封，该下定子轴承座205的下部连接水腔111，该水腔111有进水管105连通外设水源，穿过该水腔111的中空钻杆连接螺杆110有横向孔112连通该水腔111，该中空钻杆连接螺杆110下端螺接钻杆101，该中空钻杆连接螺杆的横向孔112连通所述钻杆101的中心进水孔104，在该水腔111上方的下定子轴承座205内装设有管形支架207以动配合套装于中空钻杆连接螺杆110，对正该管形支架207的下定子轴承座205上有横向的溢流孔208连通外部，经组合的上部传动轴102、万向节接头103、中部传动轴109、中空钻杆连接螺杆110、钻杆101成为一连动的整体，上述各组件的材质为钢。

实施时，所述进水管105也可设置于上部传动轴102的顶端(附图未示)。

实施时，所述动力装置3的动力源为电动机或发动机。

实施时，所述运动机构为胶皮车轮或在轨道上行走的金属车轮(附图未示)，该运动机构连接于机架2，例如机架支承于四个车轮上，该四个车轮位于待挖沟槽两侧的地面上。该车轮的驱动方式为机械传动或人力推行，该机械传动方式可以使用已有技术。

Claims (5)

1.一种高速开沟机，它有钻具、机架、动力装置和运动机构，其特征在于：钻具是由钻杆和上部传动轴以万向节接头铰接成的整体，钻杆为金属材质的管状直杆，所述钻杆中心有下端封闭的钻杆中空腔，该钻杆中空腔连通上端的进水管，该钻杆外表面均布有复数个的径向刀刃，在该径向刀刃间的管壁上布满复数个的射流水孔，各射流水孔连通该钻杆中空腔，所述上部传动轴连接动力装置；所述钻具的钻杆及上部传动轴分别安装在机架的上定子、下定子的轴承座中，该下定子以相对上定子有一定升降量的连接方式弹性连接于机架，在该上、下定子之间的钻具***装设有促使钻具保持垂直的校直装置，其结构为：1至8个向下定子施加压力的圆柱压缩弹簧套装于所述上、下定子之间的钻具的***，或2至8个向下定子施加压力的所述圆柱压缩弹簧均布于所述上、下定子之间的钻具的***。

2.如权利要求1所述的高速开沟机，其特征在于：在所述上、下定子之间装设的弹簧校直装置的***还装设有减震器校直装置，其结构为：2至6个由油缸活塞构成的油阻尼减震器两端分别铰接于上、下定子，且均布于钻具***，每一油阻尼减震器的轴心线的延长线与钻具轴心线成一斜角。

3.如权利要求1所述的高速开沟机，其特征在于：所述钻具的结构为：装在上定子轴承座中的上部传动轴以皮带轮连接传动装置，在皮带轮与轴承之间的上部传动轴外圆套装有支承架，该轴承座上、下端有油封对上轴承实现密封，该上部传动轴下端以十字型万向节接头组件铰接于中部传动轴的上端，该中部传动轴螺接中空钻杆连接螺杆，该中空钻杆连接螺杆装在下定子的轴承座中，该下定子轴承座上、下端有油封对下轴承实现密封，该下定子轴承座的下部连接水腔，该水腔与中空钻杆连接螺杆的上、下端接触处分别装有油封和水封，该水腔有进水管连通外设水源，穿过该水腔的中空钻杆连接螺杆有横向孔连通该水腔，该中空钻杆连接螺杆下端螺接钻杆，该中空钻杆连接螺杆的横向孔连通所述钻杆的中心进水孔，在该水腔上方的下定子轴承座内装设有管形支架以动配合套装于中空钻杆连接螺杆，对正该管形支架的下定子轴承座上有横向的溢流孔连通外部，经组合的上部传动轴、万向节接头、中部传动轴、中空钻杆连接螺杆、钻杆成为一连动的整体。

4.如权利要求1所述的高速开沟机，其特征在于：所述动力装置的动力源为电动机或发动机。

5.如权利要求1所述的高速开沟机，其特征在于：所述运动机构为胶皮车轮或在轨道上行走的金属车轮，该运动机构连接于机架。

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