CN104141452A - 一种长螺旋钻机动力头机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长螺旋钻机动力头机构,包括钻杆(12)、驱动器(5)、主卷扬机(31)、二倍率滑轮架(2)及钢丝绳I(29)、加压卷扬机(32)、卷扬加压滑轮组(28)及钢丝绳II(33)、托架(3)、支架(4)、钻杆随行架(6)以及至少两个导向杆(13),托架安装在钻机桅杆(1)上;托架、驱动器以及支架形成三角形固定结构,二倍率滑轮架安装在托架和支架的上方,卷扬加压滑轮组固定安装在托架上,与钻杆通过回转支撑连接的钻杆随行架装配在导向杆上。本发明减少了在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的发生,成孔质量较好;实现了二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压;增大了其承载力,减少了动力头损坏的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种长螺旋钻机,具体是一种长螺旋钻机动力头机构,属于长螺旋钻机动力头机构技术领域。
背景技术
长螺旋钻机是一种用于土层成孔作业的桩工设备,具体是一种能够实现长螺旋CFA桩及DX挤扩桩的施工,同时边提钻边灌注的钻孔设备,主要用于实现土层钻进,其钻进速度较快。因在钻进过程中,其需同时完成提钻和灌注,故需要较大的加压力及提升力。
目前,国内外各种长螺旋钻机的结构大致相同,主要由底盘、行走机构、回转机构、钻机桅杆、安装在钻机桅杆顶端的滑轮组和动力头机构组成,在实际使用过程中,存在如下缺陷:
1、长螺旋钻机的动力头机构普遍采用动力头前端单导向的结构,在钻进过程中,钻杆晃动较大,钻孔经常出现倾斜,成孔质量较差;
2、为了保证其有较大的加压力和提升力,普遍采用卷扬加压及四倍率或二倍率加压的方式进行加压,加压力较大,满足了需求,同时加大了动力头的受力,但动力头的承载能力有限,当超出其所能承受的承载力时,易发生损坏。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种长螺旋钻机动力头机构,不仅在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时,能够减少在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动,减少打偏孔的情况发生,成孔质量较好;而且能实现二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压,增大提升力及加压力;同时,还能增大承载力,减少动力头损坏的发生。
为了实现上述目的,本长螺旋钻机动力头机构,包括钻杆和驱动器,钻杆穿过驱动器,并由驱动器驱动旋转钻进,还包括二倍率滑轮架、卷扬加压滑轮组、托架、支架、钻杆随行架以及至少两个竖直安装在驱动器上、用于钻杆导向的导向杆,所述托架安装在钻机桅杆上,并可在钻机桅杆上滑动;所述托架的下端与驱动器的左端固定连接,托架的上端与支架的上端固定连接,支架的下端与驱动器的上端连接,所述托架、驱动器以及支架形成三角形固定结构;所述二倍率滑轮架安装在托架和支架的上方,并分别与托架和支架固定连接;所述二倍率滑轮架上安装有滑轮,主卷扬机上的钢丝绳I依次穿过额头架上的滑轮组与二倍率滑轮架上的滑轮,通过钢丝绳I的收放实现动力头的二倍率提升;所述卷扬加压滑轮组固定安装在托架上,加压卷扬机上的钢丝绳II缠绕固定在卷扬加压滑轮组的上下滑轮上,通过钢丝绳II的收放实现动力头的卷扬加压;所述钻杆通过回转支撑与钻杆随行架连接,所述钻杆随行架装配到导向杆上,并可沿导向杆滑动。
优选地,所述导向杆有两个。
优选地,所述支架为箱型结构。
优选地,所述二倍率滑轮架为箱型结构。
优选地,所述托架的下端通过销轴II、圆螺母II与驱动器的左端连接;所述托架的上端通过销轴IV、圆螺母IV与支架的上端连接;所述支架的下端通过销轴III、圆螺母III与驱动器的上端连接;所述二倍率滑轮架均通过销轴V、圆螺母V与托架和支架固定连接。
优选地,所述钻杆随行架与回转支撑的内圈之间通过螺栓I和垫圈I连接;所述回转支撑的外圈与钻杆的顶端之间通过螺栓II和螺母I连接。
优选地,所述滑轮通过销轴I、圆螺母I安装在二倍率滑轮架上。
优选地,所述卷扬加压滑轮组通过螺钉、垫圈II安装在托架上。
与现有技术相比,本发明通过在驱动器上安装至少两个用于给钻杆导向的导向杆,并将与钻杆通过回转支撑连接钻杆随行架装配在导向杆上,多个导向杆形成可靠的多导向机构,使得整个钻杆随行架连同钻杆可沿导向杆上下滑动,实现了对钻杆的导向,同时确保了钻杆导向的准确性,在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时,减少了在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的可能性,成孔质量较好;因当主卷扬机及加压卷扬机单绳输出的额定力通过动滑轮缠绕后,提升力及加压力为原有单绳拉力乘动滑轮出绳数量,故增设的二倍率滑轮架、滑轮及卷扬加压滑轮组实现了二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压,增大了提升力及加压力,保证其满足能够完成提钻和灌注的需求;同时,托架、驱动器及支架形成三角形连接结构,有效的增大了其承载力,减少了动力头损坏的发生。此外,卷扬加压动滑轮组安装在托架上,安装紧凑、节约了空间,同时可实现更大的加压力。
附图说明
图1为本发明装配主视图;
图2为本发明装配俯视图;
图3为图1的A向视图;
图4为图2的A-A向剖视图;
图5为图1的B向剖视图;
图6为本发明二倍率滑轮架、托架及支架的连接示意图;
图7为本发明托架和驱动器的连接示意图;
图8为本发明支架和驱动器的连接示意图;
图中:1、钻机桅杆,2、二倍率滑轮架,3、托架,4、支架,5、驱动器,6、钻杆随行架,7、回转支撑,8、螺栓I,9、垫圈I,10、螺栓II,11、螺母I,12、钻杆,13、导向杆,14、螺栓III,15、滑轮,16、销轴I,17、圆螺母I,18、销轴II,19、圆螺母II,20、销轴III,21、圆螺母III,22、销轴IV,23、圆螺母IV,24、销轴V,25、圆螺母V,26、螺钉,27、垫圈II,28、卷扬加压滑轮组,29、钢丝绳I,30、鹅头架,31、主卷扬机,32、加压卷扬机,33、钢丝绳II。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图5所示,本发明一种长螺旋钻机动力头机构,包括钻杆12和驱动器5,钻杆12穿过驱动器5,并由驱动器5驱动旋转钻进,还包括二倍率滑轮架2、卷扬加压滑轮组28、托架3、支架4、钻杆随行架6以及至少两个竖直安装在驱动器5上、用于钻杆12导向的导向杆13,所述托架3安装在钻机桅杆1上,并可沿钻机桅杆1的导轨上下滑动,托架3与导轨之间为柔性滑动,且两者之间的装配间隙控制在2-3mm;所述托架3的下端与驱动器5的左端固定连接,托架3的上端与支架4的上端固定连接,支架4的下端与驱动器5的上端连接,所述托架3、驱动器5以及支架4形成三角形固定结构;所述二倍率滑轮架2安装在托架3和支架4的上方,并分别与托架3和支架4固定连接;主卷扬机31上放出的钢丝绳I29先穿过固定在钻机桅杆1顶端的鹅头架30上的滑轮组,再经二倍率滑轮架2上所安装的滑轮15,将主卷扬机31单绳输出力通过动滑轮实现动力头的二倍率力提升;所述卷扬加压滑轮组28固定安装在托架3上,加压卷扬机32上放出的钢丝绳II33缠绕固定在卷扬加压滑轮组(28)的上下滑轮上,将加压卷扬机32的单绳输出力通过动滑轮实现动力头双倍卷扬加压;所述回转支撑7的外圈与钻杆12的顶端固定连接,内圈与钻杆随行架6的下端连接;所述钻杆随行架6装配在导向杆13上,与导向杆13之间的装配间隙控制在2-3mm,且为尼龙柔性滑动连接,即钻杆随行架6可沿导向杆13滑动。其中,当钻杆12与各个导向杆13间的距离相等,所有导向杆13均匀分布在钻杆12的四周,即钻杆12位于所有导向杆13形成多边形的中心线上时,其定位更准确,能最大程度上减少在土层快速钻进过程中出现钻杆晃动、打偏孔的可能性。
工作时,驱动器5上安装的至少两个用于钻杆12导向的导向杆13,导向杆13通过螺栓III14固定在驱动器5上,与钻杆12通过回转支撑7连接钻杆随行架6装配在导向杆13上,多个导向杆12形成可靠的多导向机构,使得整个钻杆随行架6连同钻杆12可沿导向杆13上下滑动,实现了对钻杆12的导向,同时确保了对钻杆12导向的准确性,在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时,减少了在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的可能性,成孔质量较好;本发明设有二倍率滑轮架2、滑轮15和卷扬加压滑轮组28,实现了二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压,当主卷扬机及加压卷扬机单绳输出的额定力通过动滑轮缠绕后,提升力及加压力即为原有单绳拉力乘动滑轮出绳数量,增大了整机提升力及加压力,保证加压力能够完成提钻和灌注的需求;同时,托架3、驱动器5及支架4形成三角形连接结构,有效的增大了其承载力,减少了动力头损坏的发生。此外,卷扬加压动滑轮组28安装在托架3上,安装紧凑、节约了空间,同时实现更大的加压力。
因导向杆13的数量越多,对钻杆12的定向越准确,随着数量的增加,在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时,在土层快速钻进过程中出现钻杆晃动、打偏孔的可能性也就越小,但随着导向杆13数量的增多,其结构会越复杂,成本会越多,故经全面考虑后,可选用两个导向杆13,此时不仅可对钻杆12进行双导向定向,在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时,减少在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的可能性,同时其结构相对简单,成本低。
优选地,所述支架4可以采用箱型结构,其抗扭抗弯性能好,承载力较大,与托架3、驱动器5形成三角形固定结构,可进一步有效增大整体的承载力。
优选地,所述二倍率滑轮架2可以采用箱型结构,其抗扭抗弯性能好,承载力较大,保证了安装在其上方的滑轮15在恒定臂长的情况下,具有相当于四倍率大的承载能力,进而减少了整个动力头损坏的情况发生。
优选地,如图6、图7和图8所示,所述托架3的下端通过销轴II18、圆螺母II19与驱动器5的左端连接;所述托架3的上端通过销轴IV22、圆螺母IV23与支架4的上端连接;所述支架4的下端通过销轴III20、圆螺母III21与驱动器5的上端连接;所述二倍率滑轮架2均通过销轴V24、圆螺母V25与托架3和支架4固定连接。上述托架3、支架4、驱动器5和二倍率滑轮架2之间均通过销轴和圆螺母进行连接,这种连接方式简单,便于操作,更易对其进行组装和拆卸,操作更方便。
优选地,所述钻杆随行架6与回转支撑7的内圈之间可通过螺栓I8和垫圈I9连接;所述回转支撑7的外圈与钻杆12的顶端之间可通过螺栓II10和螺母I11连接;所述滑轮15可通过销轴I16、圆螺母I17安装在二倍率滑轮架2上;所述卷扬加压滑轮组28可通过螺钉26、垫圈II27安装在托架3上。通过上述方式的连接,可确保各部件之间连接的更稳定可靠,也更易进行组装和拆卸,操作更方便。
Claims (8)
1.一种长螺旋钻机动力头机构,包括钻杆(12)和驱动器(5),钻杆(12)穿过驱动器(5),并由驱动器(5)驱动旋转钻进,其特征在于,还包括二倍率滑轮架(2)、卷扬加压滑轮组(28)、托架(3)、支架(4)、钻杆随行架(6)以及至少两个竖直安装在驱动器(5)上、用于钻杆(12)导向的导向杆(13),所述托架(3)安装在钻机桅杆(1)上,并可在钻机桅杆(1)上滑动;
所述托架(3)的下端与驱动器(5)的左端固定连接,托架(3)的上端与支架(4)的上端固定连接,支架(4)的下端与驱动器(5)的上端连接,所述托架(3)、驱动器(5)以及支架(4)形成三角形固定结构;
所述二倍率滑轮架(2)安装在托架(3)和支架(4)的上方,并分别与托架(3)和支架(4)固定连接;所述二倍率滑轮架(2)上安装有滑轮(15),主卷扬机(31)上的钢丝绳I(29)依次穿过固定在钻机桅杆(1)顶端额头架(30)上的滑轮组与二倍率滑轮架(2)上的滑轮(15),通过钢丝绳I(29)的收放实现动力头的二倍率提升;
所述卷扬加压滑轮组(28)固定安装在托架(3)上,加压卷扬机(32)上的钢丝绳II(33)缠绕固定在卷扬加压滑轮组(28)的上下滑轮上,通过钢丝绳II(33)的收放实现动力头的卷扬加压;
所述钻杆(12)通过回转支撑(7)与钻杆随行架(6)连接,所述钻杆随行架(6)装配到导向杆(13)上,并可沿导向杆(13)滑动。
2.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机动力头机构,其特征在于,所述导向杆(13)有两个。
3.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机动力头机构,其特征在于,所述支架(4)为箱型结构。
4.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机动力头机构,其特征在于,所述二倍率滑轮架(2)为箱型结构。
5.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构,其特征在于,所述托架(3)的下端通过销轴II(18)、圆螺母II(19)与驱动器(5)的左端连接;所述托架(3)的上端通过销轴IV(22)、圆螺母IV(23)与支架(4)的上端连接;所述支架(4)的下端通过销轴III(20)、圆螺母III(21)与驱动器(5)的上端连接;所述二倍率滑轮架(2)均通过销轴V(24)、圆螺母V(25)与托架(3)和支架(4)固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构,其特征在于,所述钻杆随行架(6)与回转支撑(7)的内圈之间通过螺栓I(8)和垫圈I(9)连接;所述回转支撑(7)的外圈与钻杆(12)的顶端之间通过螺栓II(10)和螺母I(11)连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构,其特征在于,所述滑轮(15)通过销轴I(16)、圆螺母I(17)安装在二倍率滑轮架(2)上。
8.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构,其特征在于,所述卷扬加压滑轮组(28)通过螺钉(26)、垫圈II(27)安装在托架(3)上。
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