專利名稱：一種全套管特種鉆機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種全液壓樁基礎施工成孔設備，具體涉及一種全套管特種鉆機。
背景技術：
套管鉆機是以套管驅(qū)動帶動底部刀具切削巖土的一種全液壓樁基礎施工成孔設備，法國貝諾特公司曾早在上世紀70年代成功設計出全套管鉆機，因此起初叫貝諾特鉆機。早期設計的全套管鉆機為搖動式。近年來隨著城市建設的高度發(fā)展和高鐵的建設，使得樁基礎施工技術迅猛發(fā)展，樁的直徑設計也逐步變大，工程建設的效率和精度要求越來越高；對于一些地層中有流沙、巖層、溶洞、漂石等情況復雜的地質(zhì)環(huán)境，沒有高效適用的施工設備可供適用；此外，一些舊城區(qū)改造重建時，為滿足新的基礎施工，需要將原先的部分樁基礎、混凝土基礎等施工障礙取出后才能施工也亟需一種高效適用的施工設備來完成。由于搖動式套管鉆機的驅(qū)動扭矩較小，并且工作效率低下，很難滿足這些現(xiàn)代基礎施工要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術中所存在的不足之處、以及基礎施工的需要而設計一種具有自動調(diào)平、連續(xù)全回轉作業(yè)、自動拔管等功能的全套管特種鉆機。本發(fā)明的全套管特種鉆機采用液壓原件作為動力裝置，具有輸出動力大、工作平穩(wěn)可靠、效率高的優(yōu)點。本發(fā)明可用于對咬合樁、廢樁(地下障礙)的清理、高鐵、道橋、城建樁的施工及水庫水壩的加固等項目，適應地層中有流沙、巖層、溶洞、漂石等情況復雜的地質(zhì)環(huán)境。本發(fā)明的目的可通過下述技術措施來實現(xiàn): 本發(fā)明的全套管特種鉆機包括底座，安裝在底座下方四個角處的調(diào)平油缸，垂直安裝在底座上方四角處的立柱，通過套裝在立柱上的套筒依次安裝在立柱上的中間平臺、上平臺；所述中間平臺以靜配合的方式與套筒相結合，所述上平臺以動配合的方式與套筒相結合；在所述立柱的柱腔內(nèi)設置有拉拔油缸，所述拉拔油缸的活塞桿通過銷軸鉸接在立柱上，所述拉拔油缸的缸體通過連接件與套筒的上端相結合；所述上平臺通過夾緊油缸與中間平臺連接；在上平臺上環(huán)繞中心套管通過上回轉支承安裝安裝有夾緊裝置；在底座上環(huán)繞中心套管安裝有輔助夾緊裝置；在中間平臺上設置有與夾緊裝置相配合的大齒圈，所述大齒圈通過下回轉支承安裝在中間平臺上；環(huán)繞大齒圈設置有多組由液壓馬達、減速機、小齒輪和惰輪組成的驅(qū)動機構。本發(fā)明中所述大齒圈為外齒輪結構，內(nèi)環(huán)面為錐面結構，在錐面上加工有八個底面為斜平面的鎖緊槽，所述斜平面為與構成所述夾緊裝置的楔形塊外側斜平面的傾斜角度相同；所述夾緊裝置包括八個分別通過相應的吊耳支座、連桿均布地懸掛在上回轉支承內(nèi)圈的楔形塊，楔形塊的內(nèi)側為與中心套管外壁相配合的弧面結構，楔形塊的外側為與大齒圈上加工出的鎖緊槽斜平面相配合的斜平面結構。本發(fā)明中所述上回轉支承采用球柱結合形式。本發(fā)明中所述的輔助夾緊裝置由兩段或三段圓弧板組成，所述弧板為與中心套管外壁相配合的弧面結構，由輔助夾緊油缸實現(xiàn)夾緊；所述上平臺通過固定安裝在四角處的滑套以動配合的方式套裝在套筒上；所述立柱與套筒之間、套筒與滑套之間均設置有自潤滑銅套作為導向環(huán)，在套筒和滑套的下端分別安裝有壓蓋。本發(fā)明的有益效果如下:
1、全液壓驅(qū)動，具有輸出動力大，工作平穩(wěn)可靠，效率高的優(yōu)點，實用范圍廣。2、通過夾緊楔形塊上的斜平面緊貼大齒圈上鎖緊槽斜平面上下移動來實現(xiàn)中心套管的夾緊和松開，楔形塊和大齒圈之間采取平面接觸，楔形塊受力好，夾緊力均勻，而且能夠?qū)崿F(xiàn)磨損自動補償。3、關鍵件回轉支承采用球柱結合的結構形式，承載大，壽命長。4、夾緊裝置和輔助夾緊交替配合，能夠保證中心套管的垂直度，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自拔管功能。5、立柱與套筒之間、套筒與滑套之間均采用自潤滑銅套作為導向環(huán)，具有承載大，導向和潤滑性好，壽命長的優(yōu)點，降低整機的維修成本，提高整機的可靠性。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖，亦是圖3的A-A剖視圖。圖2為底座的俯視圖。圖3為圖1的俯視圖。圖中:1、支腿，2、底座，3、調(diào)平油缸，4、立柱，5、11、壓蓋，6、12、自潤滑銅套，7、銷軸，8、套筒，9、中間平臺，10、拉拔油缸，13、滑套，14、上平臺，15、防護蓋，16、夾緊油缸，17、上回轉支承，18、夾緊裝置，18-1、吊耳支座，18-2、連桿，18-3、楔形塊，19、大齒圈，20、液壓馬達，21、減速機，22、惰輪，23、小齒輪，24、下回轉支承，25、中心套管，26、輔助夾緊裝置，26-1、輔助夾緊油缸，26-2、26-3、弧板。
具體實施例方式本發(fā)明以下將結合實施例(附圖)作進一步描述:
如圖1、2、3所示，本發(fā)明的全套管特種鉆機包括底座2，安裝在底座2下方四個角處的底部設置有支腿I的調(diào)平油缸3，垂直安裝在底座2上方四角處的立柱4，通過套裝在立柱4上的套筒8依次安裝在立柱4上的中間平臺9、上平臺14;所述中間平臺9以靜配合的方式與套筒8相結合，所述上平臺14以動配合的方式與套筒8相結合；在所述立柱4的柱腔內(nèi)設置有拉拔油缸10，所述拉拔油缸10的活塞桿通過銷軸7鉸接在立柱4上，所述拉拔油缸10的缸體通過連接件與套筒8的上端相結合；所述上平臺14通過夾緊油缸16與中間平臺9連接；在上平臺14上環(huán)繞中心套管25通過上回轉支承17安裝安裝有夾緊裝置18 ;在底座2上環(huán)繞中心套管25安裝有輔助夾緊裝置26 ;在中間平臺9上設置有與夾緊裝置18相配合的大齒圈19，所述大齒圈19通過下回轉支承24安裝在中間平臺9上；環(huán)繞大齒圈19設置有多組由液壓馬達20、減速機21、小齒輪23和惰輪22組成的驅(qū)動機構。本發(fā)明中所述大齒圈19為外齒輪結構，內(nèi)環(huán)面為錐面結構，在錐面上加工有八個底面為斜平面的鎖緊槽，所述斜平面為與構成所述夾緊裝置18的楔形塊18-3外側斜平面的傾斜角度相同；所述夾緊裝置18包括八個分別通過相應的吊耳支座18-1、連桿18-2均布地懸掛在上回轉支承17內(nèi)圈的楔形塊18-3，楔形塊18-3的內(nèi)側為與中心套管25外壁相配合的弧面結構，楔形塊18-3的外側為與大齒圈19上加工出的鎖緊槽斜平面相配合的斜平面結構。所述上回轉支承17采用球柱結合形式。所述的輔助夾緊裝置26由兩段或三段圓弧板組成，所述弧板為與中心套管25外壁相配合的弧面結構，由輔助夾緊油缸26-1實現(xiàn)夾緊。所述上平臺14通過固定安裝在四角處的滑套13以動配合的方式套裝在套筒8上；所述立柱4與套筒8之間、套筒8與滑套13之間均設置有自潤滑銅套6、12作為導向環(huán)，在套筒8和滑套13的下端分別安裝有壓蓋5、11。本發(fā)明的工作原理如下:
工作時，將套管機放置在地基上，通過底座2上的調(diào)平油缸3調(diào)平，保證底座2水平放置，通夾緊裝置18控制套管25的夾緊和松開，并將動力傳遞到中心套管25上，實現(xiàn)中心套管25的回轉切削，通過輔助夾緊裝置26來確保中心套管25壓入的垂直度和實現(xiàn)自拔管功能，通過拉拔油缸10提供中心套管25切削時的壓入力。向下鉆孔時，首先啟動拉拔油缸10，升起中間平臺9，則上平臺14、夾緊裝置18隨著一起升起，將中心套管25提起放進大齒圈19的孔內(nèi)，然后啟動夾緊油缸16，上平臺14落下，夾緊裝置18也隨著落下進而夾緊中心套管25，這時啟動液壓馬達20，帶動大齒圈19轉動，夾緊裝置18和中心套管25就會隨著一起轉動，實現(xiàn)回轉切削。將拉拔油缸10的進油和回油換向，將中間平臺9拉下，就可以將中心套管25壓入土壤中。拉拔油缸10完成一個行程后，夾緊油缸16的進油和回油換向，松開夾緊裝置18，同時啟動輔助夾緊裝置26的輔助夾緊油缸26-1，抱住中心套管25，然后再次升起中間平臺9，完成一個切削行程，重復上述動作，就可以實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。拔管時，首先升起中間平臺9，則夾緊裝置18和中心套管25就會一起升起，拉拔油缸10完成一個行程后，松開夾緊裝置18，同時啟動輔助夾緊裝置26，抱住套管，然后降下中間平臺9，啟動夾緊油缸16，夾緊中心套管25，同時松開輔助夾緊裝置26，重復上述過程，直至套管25被拔出。該套管鉆機上由馬達20、減速機21和惰輪22組成的動力驅(qū)動裝置可以為四組或六組，以適應不同驅(qū)動扭矩的需求。
權利要求
1.一種全套管特種鉆機，其特征在于:它包括底座(2)，安裝在底座(2)下方四個角處的調(diào)平油缸(3)，垂直安裝在底座(2)上方四角處的立柱(4)，通過套裝在立柱(4)上的套筒(8)依次安裝在立柱(4)上的中間平臺(9)、上平臺(14);所述中間平臺(9)以靜配合的方式與套筒(8)相結合，所述上平臺(14)以動配合的方式與套筒(8)相結合；在所述立柱(4)的柱腔內(nèi)設置有拉拔油缸(10)，所述拉拔油缸(10)的活塞桿通過銷軸(7)鉸接在立柱(4)上，所述拉拔油缸(10)的缸體通過連接件與套筒(8)的上端相結合；所述上平臺(14)通過夾緊油缸(16)與中間平臺(9)連接；在上平臺(14)上環(huán)繞中心套管(25)通過上回轉支承(17)安裝安裝有夾緊裝置(18);在底座(2)上環(huán)繞中心套管(25)安裝有輔助夾緊裝置(26);在中間平臺(9)上設置有與夾緊裝置(18)相配合的大齒圈(19)，所述大齒圈(19)通過下回轉支承(24)安裝在中間平臺(9)上；環(huán)繞大齒圈(19)設置有多組由液壓馬達(20)、減速機(21)、小齒輪(23)和惰輪(22)組成的驅(qū)動機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的全套管特種鉆機，其特征在于:所述大齒圈(19)為外齒輪結構，內(nèi)環(huán)面為錐面結構，在錐面上加工有八個底面為斜平面的鎖緊槽，所述斜平面為與構成所述夾緊裝置(18)的楔形塊(18-3)外側斜平面的傾斜角度相同；所述夾緊裝置(18)包括八個分別通過相應的吊耳支座(18-1)、連桿(18-2)均布地懸掛在上回轉支承(17)內(nèi)圈的楔形塊(18-3)，楔形塊(18-3)的內(nèi)側為與中心套管(25)外壁相配合的弧面結構，楔形塊(18-3)的外側為與大齒圈(19)上加工出的鎖緊槽斜平面相配合的斜平面結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的全套管特種鉆機，其特征在于:所述上回轉支承(17)采用球柱結合形式。
4.根據(jù)權利要求1所所述的全套管特種鉆機，其特征在于:所述的輔助夾緊裝置(26)由兩段或三段圓弧板組成，所述弧板為與中心套管(25)外壁相配合的弧面結構，由輔助夾緊油缸(26-1)實現(xiàn)夾緊。
5.根據(jù)權利要求1所所述的全套管特種鉆機，其特征在于:所述上平臺(14)通過固定安裝在四角處的滑套(13)以動配合的方式套裝在套筒(8)上；所述立柱(4)與套筒(8)之間、套筒(8)與滑套(13)之間均設置有自潤滑銅套(6、12)作為導向環(huán)，在套筒(8)和滑套(13)的下端分別安裝有壓蓋(5、11)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種全套管特種鉆機，涉及全液壓樁基礎施工成孔設備。該套管鉆機包括底座、中間平臺、上平臺、立柱、夾緊裝置。底座內(nèi)有調(diào)平油缸以確保底座水平支承在地面，拉拔油缸通過中間平臺和夾緊裝置將動力傳遞到套管上，實現(xiàn)套管的上升和下降，液壓馬達通過減速機，惰輪和大齒圈將動力傳遞到套管上，實現(xiàn)套管的回轉切屑。該套管鉆機可將大直徑套管鉆入地下，進而實現(xiàn)對咬合樁施工、廢樁(地下障礙)的清理、高鐵、道橋、城建樁的施工及水庫水壩的加固等項目。
文檔編號E21B3/00GK103195357SQ201310136518
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權日2013年4月19日
發(fā)明者胡全義, 徐建筑, 魏慧賓, 吳宛生, 高付強, 徐明亮, 劉光偉, 張仲馳, 凌永宏, 陳建偉 申請人:鄭州宇通重工有限公司