CN104481393A - 一种旋挖钻机动力传递结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种旋挖钻机动力传递结构，包括钻杆(2)、安装在桩工机械动力头中的驱动套部件(3)以及内建条(1)，内键条可拆卸并安装在驱动套部件内圆柱面上，钻杆安装在驱动套部件的圆管中，钻杆的外圆柱面上设有与内建条配合使用的外键条。本发明当键条所接触的部位出现过度磨损时，只需对内建条进行快速有效的更换，无需再进行打磨、焊接等修复，减少了设备维修的时间，且其更换后内键条的位置及尺寸精度有保障，比修复的精度要高得多，提高了作业效率以及后续的使用效果。而钻杆外键条局部断面适当加厚会使动力传递期间键条接触区域的局部挤压应力得到有效减轻，缓解其疲劳及磨损现象，延长整机无故障的作业时间，确保主机的性能可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种桩工机械，具体是一种用于动力头与钻杆之间的旋挖钻机动力传递结构，属于桩工设备技术领域。
背景技术
目前，各种地基基础工程施工设备，在垂直于地面混凝土灌注桩的成孔作业过程中，根据该类施工设备功能所需，其结构均主要由动力头和钻杆组成，用以完成钻孔期间动力的高效传递。而根据实际施工地质条件的不同，按局部结构的差异，现有钻杆可分为“摩阻式钻杆”和“机锁式钻杆”。然而，无论是“摩阻式”或“机锁式”结构的钻杆，在实际施工过程中，均能实现与动力头之间动力的可靠传递，相关部件的性能稳定，操作方便，施工效率高，深受市场广大用户的欢迎。
但是，在上述主要部件的结构中，安装在动力头中的驱动套部件的内圆柱面上设有内键条，钻杆外圆柱面上设有与内建条配合使用的外键条，动力头中的驱动套部件与钻杆之间通过内、外键条的配合实现动力的可靠传递。在施工过程中，一旦键条所接触的部位出现过度磨损，无论是內键条还是外键条，因其均是与相关部件焊为一体的，故将导致所损坏的接触面都无法快速有效的进行更换，必须使设备立即停止作业并予以打磨、焊接修复。而维修所需的时间较长，所形成的修复精度较低，严重影响了作业效率以及后续的使用效果。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种旋挖钻机动力传递结构，可对安装在驱动套部件中的內键条进行快速及时地更换，钻杆上端外键条局部断面适当加厚(增加材料)，动力传递期间键条接触区域的局部挤压应力，得到有效减轻，能缓解其疲劳及磨损现象，延长整机无故障的作业时间，确保主机的性能可靠。
为了实现上述目的，本发明采用的一种旋挖钻机动力传递结构，包括钻杆和安装在桩工机械动力头中的驱动套部件，还包括内建条，所述内键条可拆卸并安装在驱动套部件内圆柱面上，所述钻杆安装在驱动套部件的圆管中，钻杆的外圆柱面上设有与内建条配合使用的外键条。
还包括抗剪套，所述抗剪套安装在内键条和驱动套部件之间。
所述内键条通过螺钉和防松垫圈安装在驱动套部件的内圆柱面上。
所述驱动套部件包括圆管和法兰盘，所述法兰盘焊接在圆管外圆柱面的中下部位，法兰盘上开有若干螺纹孔和圆孔；所述圆管经过精密机械加工成型，与法兰盘重合的外圆柱面部位留有凸台结构，内圆柱面上均布三处凹槽，凹槽底部为平面结构。
所述內键条安装在驱动套部件内圆柱面上的凹槽内，并与驱动套部件之间采用嵌入式连接方式连接；所述內键条为对称的结构，其尺寸与凹槽的结构相匹配。
所述驱动套部件中凹槽宽度的中间位置处、从上至下开有若干个大小相同、间距相等的沉孔及螺纹孔，所述內键条中心对称面上开有沉孔以及与凹槽上螺纹孔相配合使用的通孔。
所述抗剪套的两端分别嵌入驱动套部件的沉孔和內键条一侧的沉孔中。
所述钻杆为多节套叠在一起并可伸缩的装配部件，每节钻杆均包括相应的外键条、无缝钢管和內键，三者按照相对位置的不同要求分别与无缝钢管对应的内外圆柱面焊接成一体；最外一节钻杆上端的外键条采取局部加厚措施，与内建条的实际接触面积增加20％以上。
与现有技术相比，本发明通过更改內键条的安装方式，即将原驱动套部件与內键条的焊接连接，改为可拆卸的安装方式，优选嵌入式可拆卸的方式进行连接，一方面，采用这种连接方式，当键条所接触的部位出现过度磨损时，只需使设备立即停止作业，即可对内建条进行快速有效的更换，无需再进行打磨、焊接等修复，减少了设备维修的时间，且其更换后内键条的位置及尺寸精度有保障，比修复的精度要高得多，提高了作业效率以及后续的使用效果；另一方面，也为最外节钻杆外键条的局部厚度增加创造了必要的条件，而最外节钻杆外键条的局部厚度将增大其与內键条相接触的实际面积，进而可以有效降低动力传递过程中相关键条局部接触应力，最大限度缓解键条材料的疲劳、磨损的程度，提高并延长该设备的可靠性以及使用寿命；并且內键条设计为完全对称的结构，当其一侧损毁而无法继续施工之际，可立刻更换另一侧为工作面，方便快捷，其作业效率得以有效提高。此外，驱动套部件与內键条之间抗剪套结构的引入，其两端分别嵌入驱动套的沉孔和內键条一侧的沉孔中，不但可以确保该设备正常扭矩的可靠传递，即使出现“机锁式”钻杆的加压钻进工况，所产生的压力载荷主要由抗剪套承担，绝不会引起紧固螺钉的松动。该结构维护简便、具有较高的推广价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A向的截面示意图；
图3为图1中I处的局部放大示意图；
图4为图2中C-C向的截面使用图。
图中：1、内键条，2、钻杆，3、驱动套部件，4、抗剪套，5、防松垫圈，6、螺钉。
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4所示，一种旋挖钻机动力传递结构，包括钻杆2、安装在桩工机械动力头中的驱动套部件3以及内建条1，所述内键条1可拆卸并安装在驱动套部件3内圆柱面上，所述钻杆2安装在驱动套部件3的圆管中，钻杆2的外圆柱面上设有与内建条1配合使用的外键条。
工作时，因内建条1是可拆卸安装在驱动套部件3内圆柱面上的，当该键条传递载荷(动力)期间,频繁接触的部位出现过度磨损时，只需使设备立即停止作业，即可对内建条1进行快速有效的更换，无需再进行现场打磨、焊接等修复，减少了设备维修的时间，且其更换后内键条1的位置及尺寸精度有保障，比现场修复的精度要高得多，提高了作业效率以及后续的使用效果。考虑到动力的传递，所述内建条1与驱动键部件3之间通过嵌入式的方式进行连接。
优选的，还可在内键条1和驱动套部件3之间安装抗剪套4。在桩工设备正常钻孔(施工)期间，来自动力头的驱动力(扭矩)借助于驱动套部件3、抗剪套4、內键条1传递到钻杆2上(随着传递载荷的逐步增加，內键条1的侧面与驱动套部件3相接触区域，也会参与动力的传递)，并继续带动相关部件旋转，完成预期的作业功能。当使用“机锁式”钻杆并实施“加压钻进”操作时，其加压力(载荷)主要由抗剪套4以及內键条1与驱动套部件3接触区域的摩擦力予以平衡，确保不会引起他们之间连接关系的松动。
上述内键条1、抗剪套4及驱动套部件3之间可以通过螺钉6和防松垫圈5进行连接，采用螺钉连接的方式进行连接，更便于拆卸，如当该键条传递载荷之际所接触的部位出现过度磨损时，只需停止作业，快速将螺钉拆卸，并对内键条1进行更换即可，无需再对其进行人工打磨、焊接等修复工作，进一步减少了设备维修及停机的时间，且其更换后内键条1的位置及尺寸精度有保障，比现场修复的精度要高得多，进一步提高了作业效率以及后续的使用效果。而防松垫圈5的设置可有效防止螺钉6与抗剪套4、內键条1之间松动、固定不牢靠的情况，所述防松垫圈5可以采用适合的特种防松垫圈。
优选地，上述驱动套部件3包括圆管和法兰盘，所述法兰盘焊接在圆管外圆柱面的中下部位，法兰盘上开有若干螺纹孔和圆孔；所述圆管经过精密机械加工成型，为了避免焊接应力对圆管综合机械性能的影响，与法兰盘重合的外圆柱面部位留有凸台结构，圆管内圆柱面上均布三处凹槽，凹槽底部为平面结构。
优选地，上述內键条1安装在驱动套部件3内圆柱面上的凹槽内，并与驱动套部件3之间采用嵌入式连接方式连接；所述內键条1为对称的结构，其尺寸与凹槽的结构相匹配。具体是，所述內键条1采用矩形板式结构，其厚度方向与底平面对应的一侧为圆弧面，和驱动套部件3安装成一体后，其弧面的轴线与圆管轴线重合；在弧面一侧观察，其矩形的长度与驱动键部件3中圆管的高度一致，宽度保持与圆管内凹槽相吻合。所述內键条1与驱动键部件3之间的这种贴合更利于动力的传递。
为了进一步提高动力的传递，确保內键条1与驱动键部件3连接的更稳定，可在驱动套部件3中凹槽宽度的中间位置处、从上至下开有若干个大小相同、间距相等的沉孔及螺纹孔，并在所述內键条1中心对称面上开设沉孔以及与凹槽上螺纹孔相配合使用的通孔，具体是每一轴线的中部为通孔，內键条1厚度的两侧为不同直径的沉孔，其轴线的位置与上述驱动套部件3的沉孔及螺纹孔相协调，其间距也与圆管相关参数相同。
基于上述结构，所述抗剪套4的两端分别嵌入驱动套部件3的沉孔和內键条1一侧的沉孔中。这种结构抗剪套4的引入，不但可以确保该设备正常扭矩的可靠传递，即使出现“机锁式”钻杆的加压钻进工况，所产生的压力载荷也主要由抗剪套承担，绝不会引起紧固螺钉的松动，稳定性更高。
所述钻杆2为多节套叠在一起并可伸缩的装配部件，每节钻杆均包括外键条、无缝钢管和內键，三者按照相对位置的不同要求分别与无缝钢管对应的内外圆柱面焊接成一体，当然最内一节上无内建；同时，可对最外一节钻杆上端的外键条进行局部增厚(增加材料)的措施，使其与內键条1相接触的实际面积增加20％以上，这样可以有效地降低工作期间相接触区域材料的挤压应力，从而大大减轻键条工作面的疲劳及磨损程度，为进一步提高桩工设备的可靠性奠定了扎实的基础。当然，无缝钢管的外侧同时还焊接其它多种不同的零部件，如最外一节的上端含有用于连接的法兰盘，而最内一节的两端分别含吊耳和方头结构，其余各节结构类似。
安装时，可以首先把驱动套部件3安装在旋挖钻机设备的动力头部件内，继而在驱动套部件3凹槽内的沉孔中，逐一安装抗剪套4，再依次安装內键条1、防松垫圈5和螺钉6，并按规定的拧紧扭矩紧固之，最终安装钻杆2即可。
由上述结构可见，本发明通过更改內键条的安装方式，即将原驱动套部件与內键条的焊接连接，改为可拆卸的安装方式，优选嵌入式可拆卸的方式进行连接，一方面，采用这种连接方式，当设备施工期间键条所接触的部位出现过度磨损时，只需使设备立即停止作业，即可对内建条进行快速有效的更换，无需再进行现场人工打磨、焊接等修复，减少了设备维修及停机的时间，且其更换后内键条的位置及尺寸精度有保障，比修复的精度要高得多，提高了作业效率以及后续的使用效果；另一方面，由于取消了原驱动套部件与內键条之间的连接焊缝,也为最外节钻杆外键条的局部厚度增加创造了必要的条件，而最外节钻杆外键条的局部厚度将增大其与內键条实际相接触的面积，进而可以有效降低动力传递过程中相关键条局部接触应力，最大限度缓解键条材料的疲劳、磨损的程度；并且內键条设计为完全对称的结构，当其一侧损毁而无法继续施工之际，可立刻更换另一侧为工作面，方便快捷，其作业效率得以有效提高。此外，驱动套部件与內键条之间抗剪套结构的引入，其两端分别嵌入驱动套的沉孔和內键条一侧的沉孔中，不但可以确保该设备正常扭矩的可靠传递，即使出现“机锁式”钻杆的加压钻进工况，所产生的压(剪切)力载荷主要由抗剪套承担，绝不会引起紧固螺钉的松动。该结构维护简便、具有较高的推广价值。
Claims (8)
1.一种旋挖钻机动力传递结构，包括钻杆(2)和安装在桩工机械动力头中的驱动套部件(3)，其特征在于，还包括内建条(1)，所述内键条(1)可拆卸并安装在驱动套部件(3)内圆柱面上，所述钻杆(2)安装在驱动套部件(3)的圆管中，钻杆(2)的外圆柱面上设有与内建条(1)配合使用的外键条。
2.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机动力传递结构，其特征在于，还包括抗剪套(4)，所述抗剪套(4)安装在内键条(1)和驱动套部件(3)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋挖钻机动力传递结构，其特征在于，所述内键条(1)通过螺钉(6)和防松垫圈(5)安装在驱动套部件(3)的内圆柱面侧。
4.根据权利要求3所述的一种旋挖钻机动力传递结构，其特征在于，所述驱动套部件(3)包括圆管和法兰盘，所述法兰盘焊接在圆管外圆柱面的中下部位，法兰盘上开有若干螺纹孔和圆孔；所述圆管经过精密机械加工成型，与法兰盘重合的外圆柱面部位留有凸台结构，内圆柱面上均布三处凹槽，凹槽底部为平面结构。
5.根据权利要求4所述的一种旋挖钻机动力传递结构，其特征在于，所述內键条(1)安装在驱动套部件(3)内圆柱面上的凹槽内，并与驱动套部件(3)之间采用嵌入式连接方式连接；所述內键条(1)为对称的结构，其尺寸与凹槽的结构相匹配。
6.根据权利要求5所述的一种旋挖钻机动力传递结构，其特征在于，所述驱动套部件(3)中凹槽宽度的中间位置处、从上至下开有若干个大小相同、间距相等的沉孔及螺纹孔，所述內键条(1)中心对称面上开有沉孔以及与凹槽上螺纹孔相配合使用的通孔。
7.根据权利要求6所述的一种旋挖钻机动力传递结构，其特征在于，所述抗剪套(4)的两端分别嵌入驱动套部件(3)的沉孔和內键条(1)一侧的沉孔中。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种旋挖钻机动力传递结构，其特征在于，所述钻杆(2)为多节套叠在一起并可伸缩的装配部件，每节钻杆均包括外键条、无缝钢管和內键，三者按照相对位置的不同要求分别与无缝钢管对应的内外圆柱面焊接成一体；最外一节钻杆上端的外键条与内建条(1)的实际接触面积增加20％以上。
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