CN114396230A - 方孔旋挖钻 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种方孔旋挖钻，方孔旋挖钻包括钻杆、传力板、内齿套、传力齿和横截面外轮廓呈勒洛三角形的钻头；钻杆与传力板连接，传力板与内齿套绕内齿套的公转轴线可转动地连接；传力齿与内齿套啮合，传力齿与传力板偏心设置且绕传力齿的自转轴线可转动地连接；内齿套与传力齿的传动比为3/4；钻头与传力齿连接且同轴设置。能够独立完成方孔的施工，效率高，成本低，质量高。

Description

方孔旋挖钻

技术领域

本发明涉及旋挖机领域，具体而言，涉及一种方孔旋挖钻。

背景技术

钻头是旋挖钻机的重要组成部分，为钻机提供钻进。随着时代的发展，方孔桩的优势越来越明显，而传统旋挖只能打圆孔。现有的应用于基础施工的方孔钻头，只能修孔，钻具在孔里并未做圆周上的切削运动，只能先打圆孔，再进行修整成方形。

经发明人研究发现，现有的钻方孔的旋挖机存在如下缺点：

结构复杂，效率低，易发故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方孔旋挖钻，其结构简单，利于加工制造，故障率低，成本低，且能独立完成方孔钻进，效率高。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供一种方孔旋挖钻，包括：

钻杆、传力板、内齿套、传力齿和横截面外轮廓呈勒洛三角形的钻头；所述钻杆与所述传力板连接，所述传力板与所述内齿套绕所述内齿套的公转轴线可转动地连接；所述传力齿与所述内齿套啮合，所述传力齿与所述传力板偏心设置且绕所述传力齿的自转轴线可转动地连接；所述内齿套与所述传力齿的传动比为3/4；所述钻头与所述传力齿连接且同轴设置。

在可选的实施方式中，所述方孔旋挖钻还包括第一回转支承和第一密封件，所述第一回转支承的第一内圈与所述传力板连接，所述第一回转支承的第一外圈与所述内齿套连接，所述第一密封件设于所述第一内圈与所述第一外圈之间。

在可选的实施方式中，所述方孔旋挖钻还包括随动板，所述随动板与所述内齿套绕所述公转轴线可转动地连接，所述传力齿贯穿所述随动板并与所述随动板绕所述自转轴线可转动地连接。

在可选的实施方式中，所述方孔旋挖钻还包括第二回转支承和第二密封件，所述第二回转支承的第二内圈与所述随动板连接，所述第二回转支承的第二外圈与所述内齿套连接，所述第二密封件设于所述第二内圈与所述第二外圈之间。

在可选的实施方式中，所述传力齿包括相连的齿轴以及齿圈，所述齿轴在其轴线延伸方向上的第一端和第二端在所述齿轴的轴线延伸方向上均与所述齿圈具有间距，所述第一端通过第一轴承与所述传力板连接；所述第二端通过第二轴承与所述随动板连接。

在可选的实施方式中，所述方孔旋挖钻还包括防旋结构，所述防旋结构与所述内齿套连接，所述防旋结构用于与方孔的孔壁接触，以限制所述内齿套相对于所述传力齿转动。

在可选的实施方式中，所述防旋结构设置为方形筒。

在可选的实施方式中，所述钻头与所述传力齿可拆卸地连接。

在可选的实施方式中，所述钻头包括横截面呈勒洛三角形的载体以及多个切屑齿，所述载体设置有出渣孔，所述多个切屑齿均与所述载体的同一端面连接。

在可选的实施方式中，所述传力板背离所述内齿套的板面上设置有连接套筒，所述钻杆插接于所述连接套筒内。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的方孔旋挖钻，作业时，利用旋挖机的动力箱将动力输入至钻杆，带动钻杆自转。钻杆带动传力板以及与传力板偏心设置的传力齿转动，在此过程中，传力板与钻杆均绕内齿套的公转轴线进行自转运动，而传力齿在绕公转轴线公转的同时，由于传力齿与内齿套啮合，传力齿还能够绕自身的自转轴线自转，由于钻头与传力齿同轴设置，传力齿公转和自转的同时带动钻头进行相应的公转和自转。并且，由于内齿套和传力齿的传动比为3/4，钻杆每转一圈，传力齿转一圈，钻头随传力齿公转一圈，并且钻头自转4/3圈，钻头的运行轨迹为正方形，最终通过钻头实现方孔的钻进。方孔钻进过程中，不需要进行人工修孔作业，劳动强度低，效率高，成孔质量高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的方孔旋挖钻的结构示意图；

图2为本发明实施例的方孔旋挖钻的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例的钻头的结构示意图。

附图标记:

100-传力板；200-内齿套；300-传力齿；310-齿轴；320-齿圈；400-钻头；410-连接套筒；420-载体；421-弧形条；422-支撑条；423-出渣孔；430-切屑齿；500-第一回转支承；600-第一密封件；700-第二回转支承；800-第二密封件；900-随动板；1000-防旋结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，旋挖钻机进行方孔施工时，需要先进行圆孔钻孔，然后再人工修孔，将圆孔修正为方孔。如此，施工繁琐，劳动强度大，效率低。

鉴于此，设计者设计了一种方孔旋挖钻，能够自主独立完成方孔的施工，并且能够钻取设定深度的方孔，施工便捷，劳动强度低，效率高。

请参阅图1-图3，本实施例中，方孔旋挖钻包括钻杆（图未示）、传力板100、内齿套200、传力齿300和横截面外轮廓呈勒洛三角形的钻头400；钻杆与传力板100连接，传力板100与内齿套200绕内齿套200的公转轴线可转动地连接；传力齿300与内齿套200啮合，传力齿300与传力板100偏心设置且绕传力齿300的自转轴线可转动地连接；内齿套200与传力齿300的传动比为3/4；钻头400与传力齿300连接且同轴设置。

本实施例提供的方孔旋挖钻，作业时，利用旋挖机的动力箱将动力输入至钻杆，带动钻杆自转。钻杆带动传力板100以及与传力板100偏心设置的传力齿300转动，在此过程中，传力板100与钻杆均绕内齿套200的公转轴线进行自转运动，而传力齿300在绕公转轴线公转的同时，由于传力齿300与内齿套200啮合，传力齿300还能够绕自身的自转轴线自转，由于钻头400与传力齿300同轴设置，传力齿300公转和自转的同时带动钻头400进行相应的公转和自转。并且，由于内齿套200和传力齿300的传动比为3/4，钻杆每转一圈，传力齿300转一圈，钻头400随传力齿300公转一圈，并且钻头400自转4/3圈，钻头400的运行轨迹为正方形，最终通过钻头400实现方孔的钻进。方孔钻进过程中，不需要进行人工修孔作业，劳动强度低，效率高，成孔质量高。

本实施例中，可选的，方孔旋挖钻还包括第一回转支承500、第一密封件600、第二回转支承700、第二密封件800以及随动板900。内齿套200具有在其轴线延伸方向上的第一安装端和第二安装段，第一回转支承500的外圈固定于第一安装端，第一回转支承500的内圈固定于传力板100，也即，传力板100通过第一回转支承500与内齿套200可转动地连接。第一密封件600设置为密封圈，第一密封件600设于第一回转支承500的内圈和外圈之间。第二回转支承700的外圈固定于第二安装端，第二回转支承700的内圈固定于随动板900，也即随动板900通过第二回转支承700与内齿套200连接。随动板900的转动轴线与传力板100的转动轴线共线。第二密封件800设置为密封圈，第二密封圈嵌设在第二回转支承700的内圈和外圈之间。传力齿300贯穿随动板900，并且钻头400与传力齿300伸出随动板900的一端连接。

本实施例中，可选的，传力齿300包括一体成型的齿轴310和齿圈320，齿圈320套接于齿轴310外，齿轴310在其轴线上的两端均与齿圈320具有间距。为便于描述，齿轴310在其轴线延伸方向上的两端分别为第一端和第二端。第一端通过第一轴承与传力板100可转动地连接。第二端通过第二轴承与随动板900可转动地连接，第二端贯穿随动板900并与钻头400连接。第一轴承和第二轴承均可以设置为锥轴承。

应当理解，在其他实施例中，齿轴310和齿圈320可以设置为分体式，二者独立加工后再组装为一体。例如，齿圈320和齿轴310独立加工后再焊接为一体。

进一步的，第二端与齿圈320之间的轴段为插接段，插接段的横截面外轮廓设置为非圆形，例如，插接段的横截面外轮廓设置为正六边形，插接段插接于钻头400中，并且与钻头400在齿轴310的周向上相对固定。

本实施例中，可选的，钻头400包括连接套筒410、横截面呈勒洛三角形的载体420以及多个切屑齿430，连接套筒410与载体420的中心位置固定连接，载体420设置有出渣孔423，多个切屑齿430均与载体420的同一端面连接。进一步的，载体420包括三个弧形条421以及三个支撑条422，三个弧形条421依次首尾连接，三个弧形条421所在的圆的直径相同，并且三个弧形条421的弧长相等。三个支撑条422均位于三个弧形条421围成的区域中，每个支撑条422的一端与相邻弧形条421连接处连接，另一端与插接连接套筒410连接，连接套筒410插接在三个弧形条421围成的区域中并且与该区域同轴设置。连接套筒410设置有插接槽，插接槽的横截面轮廓与插接段的横截面轮廓相同，插接段插接在插接槽中，使得齿轴310与连接套筒410不会相对转动。

应当理解，三个弧形条421和三个支撑条422共同限定出三个出渣孔423。每个支撑条422背离齿轴310的一侧面上均设置有多个切屑齿430。并且，连接套筒410远离齿轴310的端面上也设置有多个切削齿。

需要说明的是，当插接段与连接套筒410插接后，可以利用螺栓或销钉等结构加固插接段和连接套筒410，提高稳定性。并且，采用插接配合，便于装配和拆卸，利于更换。

本实施例中，可选的，方孔旋挖钻还包括防旋结构1000，防旋结构1000与内齿套200连接，防旋结构1000用于与方孔的孔壁接触，以限制内齿套200相对于传力齿300转动。

可选的，防旋结构1000包括连接板和防旋方筒，连接板的一侧与内齿套200的外周面固定连接，连接板的另一侧与防旋方筒的内筒壁固定连接，连接板和内齿套200均位于防旋方筒内，并且防旋方筒和内齿套200同轴设置。

在钻孔过程中，防旋方筒的外筒壁与方孔的孔壁抵持，如此，限制内齿套200相对于方孔转动，传力齿300受到扭矩后不会带动内齿套200转动，不会影响钻头400的行进路径，提高方孔的成型质量。

本实施例提供的方孔旋挖钻，能独立完成方孔的钻孔作业，效率高，钻孔质量高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种方孔旋挖钻，其特征在于，包括：

钻杆、传力板、内齿套、传力齿和横截面外轮廓呈勒洛三角形的钻头；所述钻杆与所述传力板连接，所述传力板与所述内齿套绕所述内齿套的公转轴线可转动地连接；所述传力齿与所述内齿套啮合，所述传力齿与所述传力板偏心设置且绕所述传力齿的自转轴线可转动地连接；所述内齿套与所述传力齿的传动比为3/4；所述钻头与所述传力齿连接且同轴设置。

2.根据权利要求1所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述方孔旋挖钻还包括第一回转支承和第一密封件，所述第一回转支承的第一内圈与所述传力板连接，所述第一回转支承的第一外圈与所述内齿套连接，所述第一密封件设于所述第一内圈与所述第一外圈之间。

3.根据权利要求1所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述方孔旋挖钻还包括随动板，所述随动板与所述内齿套绕所述公转轴线可转动地连接，所述传力齿贯穿所述随动板并与所述随动板绕所述自转轴线可转动地连接。

4.根据权利要求3所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述方孔旋挖钻还包括第二回转支承和第二密封件，所述第二回转支承的第二内圈与所述随动板连接，所述第二回转支承的第二外圈与所述内齿套连接，所述第二密封件设于所述第二内圈与所述第二外圈之间。

5.根据权利要求4所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述传力齿包括相连的齿轴以及齿圈，所述齿轴在其轴线延伸方向上的第一端和第二端在所述齿轴的轴线延伸方向上均与所述齿圈具有间距，所述第一端通过第一轴承与所述传力板连接；所述第二端通过第二轴承与所述随动板连接。

6.根据权利要求1所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述方孔旋挖钻还包括防旋结构，所述防旋结构与所述内齿套连接，所述防旋结构用于与方孔的孔壁接触，以限制所述内齿套相对于所述传力齿转动。

7.根据权利要求6所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述防旋结构设置为方形筒。

8.根据权利要求1所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述钻头与所述传力齿可拆卸地连接。

9.根据权利要求1所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述钻头包括横截面呈勒洛三角形的载体以及多个切屑齿，所述载体设置有出渣孔，所述多个切屑齿均与所述载体的同一端面连接。

10.根据权利要求1所述的方孔旋挖钻，其特征在于：

所述传力板背离所述内齿套的板面上设置有连接套筒，所述钻杆插接于所述连接套筒内。

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