專利名稱：一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域用機(jī)械設(shè)備，具體為一種可用于粉噴樁機(jī)的雙 向水泥土攪拌樁鉆桿。
背景技術(shù)：
在土木工程領(lǐng)域目前所用的粉噴樁機(jī)工作時，靠一根方鉆桿將水泥漿送 到地下成樁。在鉆桿的回轉(zhuǎn)過程中，從其鉆頭內(nèi)噴出高壓純水泥漿，可形成 以鉆桿為軸心的水泥土樁。這種粉噴樁機(jī)具有性能好、鉆進(jìn)力大、效力高、 噪音和震動小、成孔質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但該設(shè)備功能單一，僅能用于旋噴水泥 樁的施工，不能完成雙向水泥土攪拌樁的施工，因而經(jīng)常閑置，使用效率低， 造成浪費(fèi)，而且該設(shè)備價格較貴，使用或施工成本大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是提供一種可用于粉 噴樁機(jī)的雙向水泥土攪拌樁鉆桿，在保持粉噴樁機(jī)原有功能的基礎(chǔ)上，利用 該鉆桿可使粉噴樁機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向水泥土攪拌樁的施工，克服粉噴樁機(jī)設(shè)備功能 單一，使用率不高的缺陷，并且該鉆桿具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，能 耗少，安裝使用方便等特點(diǎn)。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種雙向水泥土攪拌樁鉆 桿，其特征在于該鉆桿用于粉噴樁機(jī)，包括齒輪箱、鉆桿和鉆頭三個部分； 所述齒輪箱包括箱體、安裝在箱體內(nèi)的水平軸和中心軸，中心軸為空芯軸， 垂直安裝，中心軸的上端垂直穿過箱體和上壓蓋，且能夠與粉噴樁機(jī)的泥漿 接頭匹配安裝，中心軸的下端直接與內(nèi)鉆桿連接；箱體內(nèi)中心軸的上部用鍵 固定套裝有上錐齒輪，上錐齒輪的上部分徑向與箱體之間配裝有軸承，軸承 被上壓蓋壓緊；箱體的中部安裝有與中心軸垂直的水平軸，水平軸的中間開 有直徑大于中心軸直徑的通孔，中心軸從水平軸的通孔中穿過，在中心軸兩 側(cè)的水平軸的至少一側(cè)上安裝有過橋錐齒輪，且過橋錐齒輪分別與上錐齒輪 和下錐齒輪相嚙合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鉆桿與外鉆桿之間的動力轉(zhuǎn)換；下錐齒輪活套在箱體內(nèi)中心軸的下部上，下錐齒輪的下部分徑向與箱體之間配裝推力軸承； 連接體的上部與下錐齒輪連接，下部與外鉆桿的上端固定連接；箱體上端的 兩個側(cè)壁上對稱安裝有反作用板，反作用板與粉噴樁機(jī)塔架上的滑道匹配；
所述鉆桿部分包括同心套裝的外鉆桿和內(nèi)鉆桿，外鉆桿為方鉆桿，其上 端面與所述連接體的下端面相連接，下端面與外鉆頭的上端面相連接；內(nèi)鉆 桿為圓鉆桿，其上端面與所述中心軸的下端面相連接，下端面與內(nèi)鉆頭的上 端面相連接；
所述鉆頭部分包括外鉆頭、內(nèi)鉆頭和密封蓋，外鉆頭與內(nèi)鉆頭同心套裝， 兩者之間裝有軸承，密封蓋安裝在外鉆頭的下端面，密封蓋帶有中心孔，中 心孔的直徑與內(nèi)鉆頭的直徑匹配，密封蓋與從其中心孔穿過的內(nèi)鉆頭之間裝 有密封圈；所述外鉆頭的徑向均布焊有2個或2個以上的短刀片；所述內(nèi)鉆 頭的軸向長度長于外鉆頭，在長于外鉆頭部分的內(nèi)鉆頭上徑向均布焊有2個 或2個以上的長刀片；所述短刀片與長刀片的外端口垂直平齊。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了動力從外鉆桿輸入，通過齒輪 箱將動力分流到內(nèi)鉆桿上，為粉噴樁機(jī)同時可應(yīng)用于雙向水泥土攪拌樁的施 工開辟了一個新途徑，大幅提高了設(shè)備利用率，并具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉， 節(jié)約能源，使用方便等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明雙向水泥土攪拌樁鉆桿一種實(shí)施例的齒輪箱和鉆桿部分結(jié) 構(gòu)示意圖2為本發(fā)明雙向水泥土攪拌樁鉆桿一種實(shí)施例的鉆頭部分的結(jié)構(gòu)示意
圖3為本發(fā)明雙向水泥土攪拌樁鉆桿一種實(shí)施例安裝在粉噴樁機(jī)上的結(jié) 構(gòu)狀態(tài)示意圖4本發(fā)明雙向水泥土攪拌樁鉆桿一種實(shí)施例的中心軸與水平軸安裝結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的雙向水泥土攪拌樁鉆桿(以下簡稱鉆桿，參見圖l一4)， 其特征在于該鉆桿用于粉噴樁機(jī)，包括齒輪箱、鉆桿和鉆頭三個部分；所述齒輪箱1包括箱體105、安裝在箱體105內(nèi)的水平軸109和中心軸103，中 心軸103為空芯軸，垂直安裝，中心軸103的上端垂直穿過箱體105和上壓 蓋104，且能夠與粉噴樁機(jī)的泥漿接頭102匹配安裝，中心軸103的下端直 接與內(nèi)鉆桿114連接；箱體105內(nèi)中心軸103的上部用鍵118固定套裝有上 錐齒輪108，上錐齒輪108的上部分徑向與箱體105之間配裝有軸承107, 軸承107被上壓蓋104壓緊；箱體105的中部安裝有與中心軸103垂直的水 平軸109，水平軸109的中間開有直徑大于中心軸103直徑的通孔117 () 參見圖4，中心軸103從水平軸109的通孔117中穿過，在中心軸103兩側(cè) 的水平軸109的至少一側(cè)上安裝有過橋錐齒輪，且過橋錐齒輪分別與上錐齒 輪108和下錐齒輪111相嚙合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鉆桿114與外鉆桿115之間的動力轉(zhuǎn) 換；下錐齒輪111活套在箱體105內(nèi)中心軸103的下部上，下錐齒輪111的 下部分徑向與箱體105之間配裝推力軸承112;連接體113的上部與下錐齒 輪111連接，下部與外鉆桿115的上端周定連接；箱體105上端的兩個側(cè)壁 上對稱安裝有反作用板106，反作用板106與粉噴樁機(jī)塔架2上的滑道匹配。
所述鉆桿部分包括同心套裝的外鉆桿115和內(nèi)鉆桿114，外鉆桿115為 方鉆桿，其上端面與所述連接體113的下端面相連接，下端面與外鉆頭301 的上端面相連接;內(nèi)鉆桿114為圓鉆桿，其上端面與所述中心軸103的下端 面相連接，下端面與內(nèi)鉆頭302的上端面相連接。
所述鉆頭部分包括外鉆頭301、內(nèi)鉆頭302和密封蓋305，外鉆頭301 與內(nèi)鉆頭302同心套裝，兩者之間裝有軸承303，密封蓋305安裝在外鉆頭 301的下端面，密封蓋305帶有中心孔，中心孔的直徑與內(nèi)鉆頭302的直徑 匹配，密封蓋305與從其中心孔穿過的內(nèi)鉆頭302之間裝有密封圈304，可 有效防止泥漿進(jìn)入外鉆頭301與內(nèi)鉆頭302之間；所述外鉆頭301的徑向均 布焊有2個或2個以上的短刀片307;所述內(nèi)鉆頭302的軸向長度長于外鉆 頭301，在長于外鉆頭301部分的內(nèi)鉆頭302上徑向均布焊有2個或2個以 上的長刀片306;所述短刀片307與長刀片306的外端口垂直平齊(刀片外 端口的投影長度一致)。
本發(fā)明所述的短刀片307和長刀片306設(shè)計(jì)數(shù)量多于2或3個時，例如 4或9片時，可以分別均布焊接在所述外鉆頭301與內(nèi)鉆頭302不同的軸向 橫截面上，例如2個或2層(參見圖2)、或者3個或3層橫截面上，每層均 布2個(參見圖2)或3個刀片。
本發(fā)明所述的齒輪均為錐齒輪，錐齒輪的齒形可以是直齒、斜齒或其它未提及的齒形。
為了使所述過橋錐齒輪的傳動平穩(wěn)，避免中心軸103與水平軸109在旋 轉(zhuǎn)(特別是啟動)時可能發(fā)生的干涉，本發(fā)明的進(jìn)一步特征是，在中心軸103 兩側(cè)的水平軸109上對稱安裝有兩個過橋錐齒輪，即左過橋錐齒輪116和右 過橋錐齒輪110，且兩個過橋錐齒輪即左過橋錐齒輪116和右過橋錐齒輪110 分別與上錐齒輪108和下錐齒輪111相嚙合。
本發(fā)明鉆桿專用于粉噴樁機(jī)，可使粉噴樁機(jī)應(yīng)用于雙向水泥土攪拌樁的 施工。本發(fā)明鉆桿應(yīng)用于粉噴樁機(jī)上的安裝過程是(參見圖1 、 3):將所述 齒輪箱1上端的反作用板106裝進(jìn)樁機(jī)塔架2的兩個滑道內(nèi)，然后把反作用 板106與樁機(jī)塔架2上的鏈條相連接，在鏈條的牽引下錐齒輪箱1可沿滑道 上下滑動，但不能轉(zhuǎn)動；把泥漿接頭102套在中心軸103上，泥漿接頭102 經(jīng)其上的泥漿管101外接泥漿泵。工作時，泥漿接頭102不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；中 心軸103是空心的，其上端與泥漿接頭102相連接，工作時做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并 輸送水泥漿；鉆桿的下端插入動力盤4的方孔內(nèi)，并使鉆桿下端與鉆頭3連 接在一起。
本發(fā)明鉆桿的工作原理和過程是本發(fā)明運(yùn)用錐齒輪傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 運(yùn)動學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)傳動速度和路線的分流，使內(nèi)、外鉆桿相向轉(zhuǎn)動，運(yùn)用外 (方)鉆桿傳遞動力，內(nèi)鉆桿積極鉆攪。具體工作過程如下在工作時，外 鉆桿115插入鉆機(jī)動力盤4中間的方孔內(nèi)，動力盤4將旋轉(zhuǎn)動力作用在外鉆 桿115上，使外鉆桿115實(shí)現(xiàn)工作旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使與外鉆桿115相連的外鉆頭 301帶動其上的短刀片307實(shí)現(xiàn)一個方向的鉆攪。同時，另一個方向的鉆攪 是由內(nèi)鉆頭302依靠齒輪箱1的分流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的由于外鉆桿115上端 面與連接體113相連，便將動力傳遞給與連接體113相連的下錐齒輪111， 并使之一同旋轉(zhuǎn)，下錐齒輪111帶動水平軸109上的左過橋錐齒輪116和右 過橋錐齒輪110在水平軸109上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由于所述水平軸109、箱體105 和反作用板106是一個固定體，不會或不能轉(zhuǎn)動，因此，下錐齒輪lll的轉(zhuǎn) 動動力將通過左過橋錐齒輪116和右過橋錐齒輪110傳遞給上錐齒輪108， 上錐齒輪108與中心軸103用鍵118固定連接，所以中心軸103將轉(zhuǎn)動，進(jìn) 而帶動與中心軸103下端相連接的內(nèi)鉆桿114轉(zhuǎn)動，內(nèi)鉆桿114帶動與之下 端面相連的內(nèi)鉆頭302轉(zhuǎn)動，使內(nèi)鉆頭302上焊接的長刀片306完成另一個 方向鉆攪。換言之，本發(fā)明利用巧妙設(shè)計(jì)的所述齒輪箱l，可僅由鉆機(jī)動力 盤4提供的一個輸入動力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鉆桿114與外鉆桿115的雙向(相向)旋
6轉(zhuǎn)，達(dá)到本發(fā)明的目的。
本發(fā)明鉆桿可以做成不同的規(guī)格，適用于各類粉噴(旋噴)樁機(jī)。本發(fā)
明實(shí)施例借助于PH-5型粉噴樁機(jī)為基體來實(shí)現(xiàn)的。該樁機(jī)(參見圖3)固定 在地面7上的樁機(jī)塔架2、動力盤4、減速箱5和電機(jī)6等主要零部件及其 安裝連接結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)，無需任何改動，只需用本發(fā)明創(chuàng)新設(shè)計(jì)的鉆桿 替換原機(jī)鉆桿，即可完成雙向水泥土攪拌樁的施工，恢復(fù)原鉆桿，仍可完成 粉噴(旋噴)樁的施工， 一機(jī)二用，設(shè)備利用率成倍提高，并且實(shí)際操作使 用非常方便。
權(quán)利要求
1、一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿，其特征在于該鉆桿用于粉噴樁機(jī)，包括齒輪箱、鉆桿和鉆頭三個部分；所述齒輪箱包括箱體、安裝在箱體內(nèi)的水平軸和中心軸，中心軸為空芯軸，垂直安裝，中心軸的上端垂直穿過箱體和上壓蓋，且能夠與粉噴樁機(jī)的泥漿接頭匹配安裝，中心軸的下端直接與內(nèi)鉆桿連接；箱體內(nèi)中心軸的上部用鍵固定套裝有上錐齒輪，上錐齒輪的齒輪體徑向與箱體之間配裝有軸承，軸承被上壓蓋壓緊；箱體的中部安裝有與中心軸垂直的水平軸，水平軸的中間開有直徑大于中心軸直徑的通孔，中心軸從水平軸的通孔中穿過，在中心軸兩側(cè)的水平軸的至少一側(cè)上安裝有過橋錐齒輪，且過橋錐齒輪分別與上錐齒輪和下錐齒輪相嚙合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鉆桿與外鉆桿之間的動力轉(zhuǎn)換；下錐齒輪活套在箱體內(nèi)中心軸的下部上，下錐齒輪的齒輪體徑向與箱體之間配裝推力軸承；連接體的上端面與下錐齒的下端面輪連接，下端面與外鉆桿的上端面固定連接；箱體上端的兩個側(cè)壁上對稱安裝有反作用板，反作用板與粉噴樁機(jī)塔架上的滑道匹配；所述鉆桿部分包括同心套裝的外鉆桿和內(nèi)鉆桿，外鉆桿為方鉆桿，其上端面與所述連接體的下端面相連接，下端面與外鉆頭的上端面相連接；內(nèi)鉆桿為圓鉆桿，其上端面與所述中心軸的下端面相連接，下端面與內(nèi)鉆頭的上端面相連接；所述鉆頭部分包括外鉆頭、內(nèi)鉆頭和密封蓋，外鉆頭與內(nèi)鉆頭同心套裝，兩者之間裝有軸承，密封蓋安裝在外鉆頭的下端面，密封蓋帶有中心孔，中心孔的直徑與內(nèi)鉆頭的直徑匹配，密封蓋與從其中心孔穿過的內(nèi)鉆頭之間裝有密封圈；所述外鉆頭的徑向均布焊有2個或2個以上的短刀片；所述內(nèi)鉆頭的軸向長度長于外鉆頭，在長于外鉆頭部分的內(nèi)鉆頭上徑向均布焊有2個或2個以上的長刀片；所述短刀片與長刀片的外端口垂直平齊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向水泥土攪拌樁鉆桿，其特征在于所述外鉆 頭的短刀片為4或6個，且均布焊在外鉆頭軸向的兩個橫截面上；所述內(nèi)鉆 頭的長刀片為4或6個，且均布焊在內(nèi)鉆頭軸向的兩個橫截面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向水泥土攪拌樁鉆桿，其特征在于在中心 軸兩側(cè)的水平軸上對稱安裝有兩個過橋錐齒輪，且兩個過橋錐齒輪分別與上 錐齒輪和下錐齒輪相嚙合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿，其特征在于該鉆桿用于粉噴樁機(jī)，包括齒輪箱、鉆桿和鉆頭三個部分；所述齒輪箱包括箱體、安裝在箱體內(nèi)的水平軸和中心軸，水平軸和中心軸上安裝有錐齒輪系，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)鉆桿與外鉆桿之間的動力轉(zhuǎn)換；所述鉆桿部分包括同心套裝的外鉆桿和內(nèi)鉆桿，外鉆桿為方鉆桿，其上端面經(jīng)連接體與錐齒輪系相連接，下端面與外鉆頭的上端面相連接；內(nèi)鉆桿為圓鉆桿，其上端面與中心軸的下端面相連接，下端面與內(nèi)鉆頭的上端面相連接；所述鉆頭部分包括外鉆頭、內(nèi)鉆頭和密封蓋，外鉆頭與內(nèi)鉆頭同心套裝，密封蓋安裝在外鉆頭的下端，所述外鉆頭和內(nèi)鉆頭的徑向都均布焊有2個或2個以上的刀片。
文檔編號E21B10/42GK101575853SQ200910069170
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者關(guān)玉明, 龐建勛, 肖艷春 申請人:河北工業(yè)大學(xué)