鉆桿及旋挖鉆的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種鉆桿及旋挖鉆機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的鉆桿，包括多層節(jié)管，相鄰的兩層節(jié)管的端部套設(shè)并通過鍵傳動(dòng)，位于外層的節(jié)管的內(nèi)周面上均勻設(shè)置有至少四個(gè)內(nèi)鍵槽，位于內(nèi)層的節(jié)管的外周面上設(shè)置有與相鄰?fù)鈱拥墓?jié)管的至少四個(gè)內(nèi)鍵槽分別配合的至少四個(gè)外鍵條。相比現(xiàn)有技術(shù)中“三鍵三傳動(dòng)”的方式傳遞扭矩，本實(shí)用新型通過增加內(nèi)鍵槽和相應(yīng)的外鍵條，增加了節(jié)管傳遞扭矩的內(nèi)鍵槽和外鍵條的傳遞接觸面積，相比于現(xiàn)有技術(shù)，在鉆桿傳遞相同扭矩的情況下，本實(shí)用新型可以降低每個(gè)內(nèi)鍵槽和外鍵條的剪切力大小，降低磨損。
【專利說明】鉆桿及旋挖鉆機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及旋挖鉆機(jī)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鉆桿及旋挖鉆機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]基礎(chǔ)施工旋挖鉆機(jī)用鉆桿是由多節(jié)直徑不同的鋼管套裝而成的鋼結(jié)構(gòu)件，鋼管內(nèi)外壁設(shè)置有傳扭作用的鍵條，使得鉆桿具有伸縮、傳扭和傳壓功能。以四節(jié)摩阻式鉆桿作為描述舉例，實(shí)際設(shè)計(jì)制作可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為由更多節(jié)管組成的機(jī)鎖式鉆桿或摩阻式鉆桿，如圖1和圖2所示，鉆桿包括第一節(jié)管2、第二節(jié)管5、第三節(jié)管8、第四節(jié)管11共四個(gè)節(jié)管。第一節(jié)管2的外周面上設(shè)置有第一節(jié)管外鍵1，內(nèi)周面上設(shè)置有第一節(jié)管內(nèi)鍵3 ;第二節(jié)管5的外周面上設(shè)置有第二節(jié)管外鍵4，內(nèi)周面上設(shè)置有第二節(jié)管內(nèi)鍵6 ;第三節(jié)管7的外周面上設(shè)置有第三節(jié)管外鍵8，內(nèi)周面上設(shè)置有第三節(jié)管內(nèi)鍵9 ;第四節(jié)管11的外周面上設(shè)置有第四節(jié)管外鍵10。
[0003]具體地，如圖3所示，基礎(chǔ)施工旋挖鉆機(jī)工作時(shí)，利用動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)套的內(nèi)鍵將扭矩和加壓力傳遞給鉆桿的第一節(jié)管外鍵1，第一節(jié)管2再依次將扭矩和加壓力傳遞到鉆桿的第N節(jié)管，即芯節(jié)管或末節(jié)管(第四節(jié)管11)。鉆桿的第N節(jié)管的末端與旋挖鉆機(jī)的鉆具相聯(lián)接，扭矩和加壓力使得鉆具旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)土層取土，取土完畢后通過主機(jī)卷?yè)P(yáng)將鉆具提出孔外卸土，取土、卸土反復(fù)循環(huán)完成鉆孔作業(yè)。
[0004]如圖3所示，鉆桿各節(jié)管間是通過各管體上設(shè)置的內(nèi)外鍵來實(shí)現(xiàn)扭矩和加壓力傳遞的。目前市場(chǎng)上旋挖鉆機(jī)用鉆桿管體的布鍵結(jié)構(gòu)普遍采用“三鍵三傳動(dòng)”實(shí)現(xiàn)鉆桿傳扭傳壓。由于鉆桿在使用的過程中，鉆桿下節(jié)管的外鍵與上節(jié)管的內(nèi)鍵間的相互摩擦、擠壓、沖擊等作用，外鍵和內(nèi)鍵的接觸面會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損或鍵條斷裂等失效現(xiàn)象。
[0005]在圖3中，標(biāo)號(hào)A處為外鍵與內(nèi)鍵正常配合的示意圖，標(biāo)號(hào)B處為外鍵和內(nèi)鍵的接觸面出現(xiàn)磨損后的示意圖。具體地，結(jié)合圖4所示，圖4是外鍵和內(nèi)鍵的工作面磨損呈楔形面?zhèn)髋な芰顩r示意圖。在磨損后，傳遞相同扭矩的等效切向工作力F被分解成Fl和F2兩個(gè)分力。形成的F1、F2這兩個(gè)分力對(duì)鉆桿是非常有害的，它們及其反作用力直接擠壓管體。在出現(xiàn)這兩個(gè)分力狀態(tài)下如果鉆桿仍然繼續(xù)鉆掘作業(yè)，就有可能引起鉆桿的管體變形、卡桿、帶桿、砸桿及炸管等鉆桿事故。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)更可靠的鉆桿及旋挖鉆機(jī)。
[0007]本實(shí)用新型提供了一種鉆桿，包括多層節(jié)管，相鄰的兩層節(jié)管的端部套設(shè)并通過鍵傳動(dòng)，位于外層的節(jié)管的內(nèi)周面上均勻設(shè)置有至少四個(gè)內(nèi)鍵槽，位于內(nèi)層的節(jié)管的外周面上設(shè)置有與相鄰?fù)鈱拥墓?jié)管的至少四個(gè)內(nèi)鍵槽分別配合的至少四個(gè)外鍵條。
[0008]進(jìn)一步地，內(nèi)鍵槽和外鍵條分別為六個(gè)。
[0009]進(jìn)一步地，節(jié)管的內(nèi)周面上設(shè)置有多個(gè)內(nèi)鍵板，兩個(gè)相鄰的內(nèi)鍵板之間形成一個(gè)內(nèi)鍵槽。[0010]進(jìn)一步地，節(jié)管包括管體和連接在管體端部的驅(qū)動(dòng)套，內(nèi)鍵槽與驅(qū)動(dòng)套一體成型。
[0011]進(jìn)一步地，位于最外層的節(jié)管的一端的外周面上設(shè)置有三個(gè)工作槽，三個(gè)工作槽分別與動(dòng)力頭的三個(gè)內(nèi)鍵相配合。
[0012]進(jìn)一步地，位于最外層的節(jié)管的外周面上設(shè)置有六個(gè)外鍵，其中，兩個(gè)相鄰的外鍵之間形成一個(gè)工作槽。
[0013]本實(shí)用新型還提供了一種旋挖鉆機(jī)，包括動(dòng)力頭，動(dòng)力頭上設(shè)置有前述的鉆桿。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的鉆桿及旋挖鉆機(jī)，相比現(xiàn)有技術(shù)中“三鍵三傳動(dòng)”的方式傳遞扭矩,本實(shí)用新型通過增加內(nèi)鍵槽和相應(yīng)的外鍵條,增加了節(jié)管傳遞扭矩的內(nèi)鍵槽和外鍵條的傳遞接觸面積，相比于現(xiàn)有技術(shù)，在鉆桿傳遞相同扭矩的情況下，本實(shí)用新型可以降低每個(gè)內(nèi)鍵槽和外鍵條的剪切力大小，降低磨損。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的鉆桿的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的鉆桿的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的鉆桿的部分鍵槽和鍵條磨損后的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的鉆桿的鍵槽和鍵條磨損后的受:力不意圖；
[0020]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的鉆桿的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的鉆桿的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的鉆桿的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的鉆桿的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0025]如圖5和6所示，根據(jù)本實(shí)用新型的鉆桿，包括多層節(jié)管20，相鄰的兩層節(jié)管20的端部套設(shè)并通過鍵傳動(dòng)，位于外層的節(jié)管20的內(nèi)周面上均勻設(shè)置有至少四個(gè)內(nèi)鍵槽21，位于內(nèi)層的節(jié)管20的外周面上設(shè)置有與相鄰?fù)鈱拥墓?jié)管20的至少四個(gè)內(nèi)鍵槽21分別配合的至少四個(gè)外鍵條22。相比現(xiàn)有技術(shù)中“三鍵三傳動(dòng)”的方式傳遞扭矩，本實(shí)用新型的鉆桿通過增加內(nèi)鍵槽21和相應(yīng)的外鍵條22，增加了節(jié)管20傳遞扭矩的內(nèi)鍵槽21和外鍵條22的傳遞接觸面積，相比于現(xiàn)有技術(shù)，在鉆桿傳遞相同扭矩的情況下，本實(shí)用新型可以降低每個(gè)內(nèi)鍵槽21和外鍵條22的剪切力大小，降低磨損。
[0026]具體地，在本實(shí)用新型地第一實(shí)施例中，如圖6所示，節(jié)管20還包括內(nèi)鍵板23，多個(gè)內(nèi)鍵板23固定設(shè)置在節(jié)管20的內(nèi)周面上，從而在兩個(gè)相鄰的內(nèi)鍵板23之間形成一個(gè)內(nèi)鍵槽21，也就是說，內(nèi)鍵槽21為通過在節(jié)管20的內(nèi)周面上增加內(nèi)鍵板23的方式形成的，因而可以通過增加內(nèi)鍵板23兩側(cè)的硬度、耐磨性來提高內(nèi)鍵槽21兩側(cè)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，也可以在內(nèi)鍵板23的兩側(cè)增加耐磨條來提高內(nèi)鍵槽21兩側(cè)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而從整體上提高節(jié)管20可靠性。在該實(shí)施例中，在節(jié)管20的內(nèi)周面上除了內(nèi)鍵槽21的部位均布置有內(nèi)鍵板23，SP任意相鄰的兩個(gè)內(nèi)鍵板23之間均形成內(nèi)鍵槽21。
[0027]如圖7所示，在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例不同的是，當(dāng)節(jié)管20的直徑足夠大時(shí),在整個(gè)內(nèi)周面上均設(shè)置內(nèi)鍵板23時(shí)，每塊內(nèi)鍵板23均較大，而將內(nèi)鍵板23與節(jié)管20的內(nèi)周面焊接時(shí)只能在內(nèi)鍵板23的邊緣焊接，導(dǎo)致整體的焊接強(qiáng)度降低，故在本實(shí)施例中，通過將較大的內(nèi)鍵板23分解為兩塊，兩塊較小的內(nèi)鍵板23單獨(dú)焊接，從而提高焊接強(qiáng)度，保證焊接可靠性。
[0028]如圖8所示，在本實(shí)用新型地第三實(shí)施例中，由于內(nèi)鍵槽21設(shè)置在每層節(jié)管的管體的下端(見圖5)，在本實(shí)施例中，通過設(shè)置單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)套24，即在驅(qū)動(dòng)套24內(nèi)部一體加工成型內(nèi)鍵槽21后，再將驅(qū)動(dòng)套焊接在管體的下端部即可，由于內(nèi)鍵槽21—體加工成型在驅(qū)動(dòng)套24的內(nèi)側(cè)面上，相比焊接內(nèi)鍵板23，能夠在一定程度上提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0029]優(yōu)選地，在上述的各個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)鍵槽21和外鍵條22分別為六個(gè)，相比現(xiàn)有技術(shù)，在鉆機(jī)扭矩既定不變的情況下，每個(gè)內(nèi)鍵槽21和外鍵條22受力減小一半，從而降低磨損，提高可靠性和壽命，同時(shí)外鍵條22的材料在設(shè)計(jì)時(shí)的可選用范圍就得到了擴(kuò)大。六個(gè)內(nèi)鍵槽21和外鍵條22均勻分布，在鉆桿在受沖擊時(shí)，降低了單根鍵條的沖擊力同時(shí)提高了各鍵條受沖擊均勻程度，使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更為緊湊合理。
[0030]更優(yōu)選地，位于最外層的節(jié)管20的外周面上設(shè)置有三個(gè)工作槽25，三個(gè)工作槽25分別與動(dòng)力頭的三個(gè)內(nèi)鍵相配合，即本實(shí)用新型的內(nèi)鉆桿兼容現(xiàn)有技術(shù)中動(dòng)力頭，與現(xiàn)有動(dòng)力頭中的三個(gè)內(nèi)鍵的驅(qū)動(dòng)形式匹配。具體地，三個(gè)工作槽25可以通過在位于最外層的節(jié)管20的外周面上設(shè)置有三個(gè)外鍵26來形成，即任意兩個(gè)相鄰的兩個(gè)外鍵26之間形成一個(gè)工作槽25。另外，由于位于最外層的節(jié)管20的直徑一般都較大，導(dǎo)致外鍵26在周向方向上也較大，也可以將相鄰兩個(gè)工作槽25之間的一個(gè)外鍵26分割成兩個(gè)，兩個(gè)外鍵26分別焊接，從而提高焊接強(qiáng)度。三個(gè)工作槽25與動(dòng)力頭的內(nèi)鍵配合，從而驅(qū)動(dòng)鉆桿，旋挖鉆機(jī)動(dòng)力頭工作時(shí)將扭矩從鉆桿位于最外層的節(jié)管20通過各個(gè)節(jié)管20的內(nèi)外鍵依次傳遞到最內(nèi)層節(jié)管20,從而驅(qū)動(dòng)末端的鉆具30轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆具旋轉(zhuǎn)鉆掘作業(yè)。
[0031]本實(shí)用新型還提供了一種旋挖鉆機(jī)，包括動(dòng)力頭，動(dòng)力頭上設(shè)置有前述的鉆桿，通過增加參與傳扭工作的內(nèi)外鍵數(shù)目，從而提高增加受力面積，降低單根鍵條或鍵板所受的剪切力，從而提高可靠性和使用壽命。
[0032]從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的鉆桿及旋挖鉆機(jī)，相比現(xiàn)有技術(shù)中“三鍵三傳動(dòng)”的方式傳遞扭矩,本實(shí)用新型通過增加內(nèi)鍵槽和相應(yīng)的外鍵條,增加了節(jié)管傳遞扭矩的內(nèi)鍵槽和外鍵條的傳遞接觸面積，相比于現(xiàn)有技術(shù)，在鉆桿傳遞相同扭矩的情況下，本實(shí)用新型可以降低每個(gè)內(nèi)鍵槽和外鍵條的剪切力大小，降低磨損。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆桿，包括多層節(jié)管(20)，相鄰的兩層節(jié)管(20)的端部套設(shè)并通過鍵傳動(dòng)，其特征在于， 位于外層的所述節(jié)管(20)的內(nèi)周面上均勻設(shè)置有至少四個(gè)內(nèi)鍵槽(21)，位于內(nèi)層的所述節(jié)管(20)的外周面上設(shè)置有與相鄰?fù)鈱拥乃龉?jié)管(20)的至少四個(gè)內(nèi)鍵槽(21)分別配合的至少四個(gè)外鍵條(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿，其特征在于， 所述內(nèi)鍵槽(21)和所述外鍵條(22)分別為六個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿，其特征在于， 所述節(jié)管(20)的內(nèi)周面上設(shè)置有多個(gè)內(nèi)鍵板(23)，兩個(gè)相鄰的所述內(nèi)鍵板(23)之間形成一個(gè)所述內(nèi)鍵槽(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿，其特征在于， 所述節(jié)管(20)包括管體和連接在所述管體端部的驅(qū)動(dòng)套(24)，所述內(nèi)鍵槽(21)與所述驅(qū)動(dòng)套(24)—體成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿，其特征在于， 位于最外層的所述節(jié)管(20)的一端的外周面上設(shè)置有三個(gè)工作槽(25)，三個(gè)所述工作槽(25)分別與動(dòng)力頭的三個(gè)內(nèi)鍵相配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆桿，其特征在于， 位于最外層的所述節(jié)管(20)的外周面上設(shè)置有三個(gè)外鍵(26)，其中，兩個(gè)相鄰的外鍵(26)之間形成一個(gè)所述工作槽(25)。
7.一種旋挖鉆機(jī)，包括動(dòng)力頭，其特征在于，所述動(dòng)力頭上設(shè)置有權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鉆桿。
【文檔編號(hào)】E21B17/046GK203531763SQ201320685635
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】楊濤, 劉周斌, 黃志明, 常延沛, 于海濤 申請(qǐng)人:上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司, 中聯(lián)重科股份有限公司