可變徑擴底鉆頭及鉆孔機械的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可變徑擴底鉆頭及鉆孔機械，該可變徑擴底鉆頭包括筒狀鉆頭體、設置在鉆頭體下端的鉆齒，鉆頭體上設置有至少一個可擺動的擴大翼，鉆頭體內(nèi)設置有可沿其內(nèi)壁上下移動的活塞，將鉆頭體的內(nèi)部分隔為上腔和下腔；活塞與擴大翼連接，驅(qū)動擴大翼張開和收回；鉆頭體上端開設有進油口，進油口與上腔連通；下腔內(nèi)設置有使活塞向上移動復位的復位裝置，復位裝置與活塞的下端和鉆頭體的下端連接。該可變徑擴底鉆將鉆頭體作為油缸缸筒，并在其內(nèi)部設置活塞，驅(qū)動擴大翼張開，實現(xiàn)擴孔鉆進，該結(jié)構(gòu)無需布置一個獨立的擴大翼驅(qū)動油缸，且鉆頭體只采用一個油口，改進了管路的布置，結(jié)構(gòu)更簡單，便于生產(chǎn)加工，降低了成本。
【專利說明】可變徑擴底鉆頭及鉆孔機械【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工程機械領域，特別涉及一種可變徑擴底鉆頭以及設置有該可變徑擴底鉆頭的鉆孔機械。
【背景技術】
[0002]目前，大多數(shù)基建工程中，樁基礎的施工是非常重要的一個環(huán)節(jié)。灌注樁和預制樁在工程中是普遍應用的樁基礎施工方法。在某些地質(zhì)條件下，根據(jù)設計要求，需要樁具有極高的承載力，為了提升整根樁的承載力，通常在樁頭或中部做出一個擴大頭，這要求在鉆孔時，在預定位置擴大鉆孔孔徑。
[0003]現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)擴孔鉆進的鉆頭都在現(xiàn)有的鉆筒上增設擴大翼結(jié)構(gòu)，并在筒鉆內(nèi)設置驅(qū)動擴大翼張開的驅(qū)動油缸，在正常鉆孔時，擴大翼收縮在筒鉆外壁上，需要擴大孔徑鉆孔時，通過向驅(qū)動油缸供油，驅(qū)動擴大翼張開，利用擴大翼進行擴孔鉆進。
[0004]這種現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)擴孔，但是其在結(jié)構(gòu)上存在一些問題?，F(xiàn)有的鉆頭是直接將驅(qū)動油缸設置在鉆頭內(nèi)部，這要求鉆頭內(nèi)部空間要充足，因此，這種結(jié)構(gòu)只適用于大直徑的鉆頭；對于直徑稍小的鉆頭，直接在其內(nèi)部設置驅(qū)動油缸，并能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動擴大翼的作用，這使得驅(qū)動油缸的安裝比較困難，同時，在有限的內(nèi)部空間內(nèi)，驅(qū)動油缸的管路也難以布置，并使得鉆頭內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝更加復雜，提高了生產(chǎn)成本。
[0005]因此，亟需提供一種新的鉆頭，其能夠?qū)崿F(xiàn)擴孔鉆進的同時，還能夠解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實用新型提出一種可變徑擴底鉆頭和設置有該可變徑擴底鉆頭的鉆孔機械，該可變徑擴底鉆頭能夠?qū)崿F(xiàn)擴孔鉆進，并且結(jié)構(gòu)簡單可靠，不易損壞，便于生產(chǎn)。
[0007]—方面，本實用新型提供了一種可變徑擴底鉆頭，包括筒狀鉆頭體、設置在所述鉆頭體下端的鉆齒，所述鉆頭體上設置有至少一個可擺動的擴大翼，所述鉆頭體內(nèi)設置有可沿其內(nèi)壁上下移動的活塞，將所述鉆頭體的內(nèi)部分隔為上腔和下腔；所述活塞與所述擴大翼連接，驅(qū)動所述擴大翼張開和收回；
[0008]所述鉆頭體上端開設有進油口，所述進油口與所述上腔連通；
[0009]所述下腔內(nèi)設置有使所述活塞向上移動復位的復位裝置，所述復位裝置與所述活塞的下端和所述鉆頭體的下端連接。
[0010]進一步地，所述活塞上設置有沿其軸向延伸的齒條；
[0011]所述鉆頭體對應所述齒條的位置開設有開口，所述開口外側(cè)設置有與所述齒條配合的齒輪，所述齒輪固定連接至齒輪軸，所述齒輪軸可轉(zhuǎn)動地架設在所述鉆頭體上；
[0012]所述擴大翼的一端固定連接至所述齒輪軸。
[0013]進一步地,所述鉆頭體上在對應所述齒輪處設有罩覆所述齒輪的齒輪罩,所述齒輪軸通過所述齒輪罩設置在所述鉆頭體上，并且所述齒輪軸的一部分和所述擴大翼位于所述齒輪罩的外部。
[0014]進一步地，所述鉆頭體的上腔內(nèi)設置有活塞上限位塊；和/或，
[0015]所述鉆頭體下腔底部設置有活塞下限位塊。
[0016]進一步地，所述活塞上限位塊為設置在所述鉆頭體內(nèi)壁上的環(huán)形板。
[0017]進一步地，所述活塞下限位塊為與所述鉆頭體同軸設置的圓筒，所述圓筒的底部與所述鉆頭體底端的內(nèi)壁連接；
[0018]所述復位裝置為彈簧，所述彈簧套設在所述圓筒上，所述彈簧的下端連接至所述圓筒的底部。
[0019]進一步地，所述上腔的頂部設置有上密封板，所述進油口開設在所述上密封板上，所述進油口內(nèi)穿設有進油管。
[0020]進一步地，所述可變徑擴底鉆頭還包括設置在所述鉆頭體下端的端頭，所述鉆齒設置在所述端頭的下方；
[0021]以及，貫穿所述鉆頭體設置在所述鉆頭體內(nèi)的注漿管，所述注漿管的下端位于所述端頭內(nèi)。
[0022]進一步地，所述鉆頭體上設置有兩個所述擴大翼，所述擴大翼相對所述鉆頭體的外周均勻布置。
[0023]另一方面，本實用新型還提供一種鉆孔機械，其設置有如上任意一項所述的可變徑擴底鉆頭。
[0024]本實用新型提供的可變徑擴底鉆將鉆頭體進行重新設計，對其內(nèi)壁進行加工，將其作為油缸缸筒，并在其內(nèi)部設置可移動的活塞，有活塞帶動擴大翼擺動開合，實現(xiàn)擴孔鉆進；而且只給該鉆頭體設置一個油口，油口連通上腔，通過油口向上腔供油，使活塞下移，帶動擴大翼打開，然后通過下腔的復位裝置，使活塞上移復位。與現(xiàn)有的擴徑鉆頭相比，本實用新型的可變徑擴孔鉆頭具有如下優(yōu)點:
[0025]1、直接將鉆頭體作為缸筒，并在其內(nèi)部設置擴大翼的驅(qū)動活塞，無需為擴大翼提供單獨的驅(qū)動油缸，簡化結(jié)構(gòu)，降低成本；并且這種結(jié)構(gòu)更適用于小直徑的鉆頭；
[0026]2、在鉆頭體的上端設置一個油口，只為上腔供油，為活塞提供動力，驅(qū)動擴大翼打開；在鉆頭體下腔設置復位裝置，利用復位裝置的作用力帶動擴大翼收回；由此，簡化油液管路，使得管路的布置更容易；
[0027]3、利用齒條和齒輪配合驅(qū)動擴大翼，可以實現(xiàn)借助液壓油的壓力驅(qū)動擴大翼收回，使擴大翼能夠克服土石或混凝土漿的阻力，更容易收回；齒輪和擴大翼之間采用齒輪軸連接，由此可以設置齒輪罩保護齒輪和外露的活塞，避免與混凝土漿接觸，延長其使用壽命O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0029]圖1為本實用新型實施例提供的一種可變徑擴底鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為圖1所示可變徑擴底鉆頭的剖面圖；[0031]圖3為圖1所示可變徑擴底鉆頭在擴大翼收起時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為圖1所示可變徑擴底鉆頭在擴大翼打開時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為圖1所示可變徑擴底鉆頭在擴大翼向上收起時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]附圖標記說明
[0035]10-鉆頭體；11-上密封板；12-密封圈；13-進油管；14_端頭；20_鉆齒；30_擴大翼；31-齒輪；32_齒輪軸；33_鍵；35_齒輪罩；40_活塞；41_齒條；42_復位裝置；43_活塞上限位塊；44_活塞下限位塊；50_注漿管；60_螺旋葉片；70_連接方頭。
【具體實施方式】
[0036]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。
[0037]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的實施例作進一步詳細說明:
[0038]圖1為本實用新型實施例提供的一種可變徑擴底鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示可變徑擴底鉆頭的剖面圖；圖3為圖1所示可變徑擴底鉆頭在擴大翼收起時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1所示的可變徑擴底鉆頭在擴大翼打開時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為圖1所示可變徑擴底鉆頭在擴大翼向上收起時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]結(jié)合圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供的可變徑擴底鉆頭包括筒狀鉆頭體10，設置在該鉆頭體10下端的鉆齒20，鉆頭體10上還設置有兩個可擺動的擴大翼30，兩個擴大翼30均勻地設置在鉆頭體10的外周上。
[0040]鉆頭體10內(nèi)設置有可沿其內(nèi)壁上下移動的活塞40，將鉆頭體10的內(nèi)部分隔為上腔和下腔。活塞40與擴大翼30連接，驅(qū)動擴大翼30上下擺動，實現(xiàn)張開和收回。
[0041]鉆頭體10的上端開設有進油口，進油口與上腔連通；鉆頭體10的下腔內(nèi)設置有使活塞40向上移動復位的復位裝置42，復位裝置42與活塞40的下端和鉆頭體10的下端連接。
[0042]該實施例中的可變徑擴底鉆將鉆頭體10進行重新設計，對其內(nèi)壁進行加工，將其作為油缸缸筒，并在其內(nèi)部設置可移動的活塞40，有活塞40帶動擴大翼30擺動開合；而且只給該鉆頭體10設置一個油口，油口連通上腔，通過油口向上腔供油，使活塞40下移，帶動擴大翼30打開，然后通過下腔的復位裝置42，使活塞40上移復位。因此，本實用新型的該可變徑擴底鉆的將鉆頭體作為油缸缸筒，并在其內(nèi)部設置活塞，驅(qū)動擴大翼張開，實現(xiàn)擴孔鉆進，該結(jié)構(gòu)無需布置一個獨立的擴大翼驅(qū)動油缸，且鉆頭體只采用一個油口，改進了管路的布置，該可變徑擴底鉆的結(jié)構(gòu)更簡單，便于生產(chǎn)加工，降低了成本。
[0043]具體地，如圖2所示，活塞40上設置有沿其軸向延伸的齒條41，鉆頭體10上對應齒條41的位置開設有開口，開口外側(cè)設置有與齒條41配合的齒輪31，該齒輪31固定連接至齒輪軸32上。齒輪31優(yōu)選通過鍵33與齒輪軸32固定連接，齒輪軸32可轉(zhuǎn)動地架設在鉆頭體10上，擴大翼30的一端也固定連接至該齒輪軸32，另一端向外伸出，即向遠離鉆頭體10上開口的方向延伸。這樣活塞40與齒條41同步移動，齒條41帶動齒輪31和齒輪軸32同步轉(zhuǎn)動，進而驅(qū)動擴大翼30擺動。
[0044]鉆頭體10上對應所述齒輪31的位置設有罩覆該齒輪31的齒輪罩35，齒輪軸32通過齒輪罩35的壁板架設在鉆頭體10上，并且齒輪軸32的一部分和擴大翼30都位于齒輪罩35外部，僅有齒輪31和部分齒輪軸32位于齒輪罩35內(nèi)，在可變徑擴底鉆頭在鉆進過程中，齒輪罩35可以防止土石或混凝土漿與齒輪接觸，并且可以防止土石或混凝土漿接觸由于鉆頭體10上開口而暴露于外的活塞40，避免土石或混凝土漿影響齒輪31和活塞40的正常工作和使用壽命。
[0045]鉆頭體10的頂部設置有上密封板11，活塞40的上部與鉆頭體10的內(nèi)壁之間也設置有密封圈12，將鉆頭體10的上腔密封成一個密閉空間，防止油液泄漏。前述的進油口開設在上密封板11上，為了便于向上腔供油，進油口內(nèi)穿設有進油管13，進油管13連通上腔和鉆頭體10外部,與液壓油路連接。然而,該實施例中以進油口和進油管命名，本領域技術人員應當理解，在活塞向上復位移動時，上腔內(nèi)的油液會通過該進油管(或進油口)泄油。
[0046]鉆頭體10的上腔內(nèi)設置有活塞上限位塊43，用于限制活塞30向上移動的極限位置，作為優(yōu)選，如圖2所示，該活塞上限位塊43可以配置為設置在鉆頭體10內(nèi)壁上的環(huán)形板，油液可以通過環(huán)形板中間的孔，作用于活塞40。
[0047]鉆頭體10的下腔內(nèi)設置有活塞下限位塊44，用于限制活塞向下移動的極限位置；如圖2所示，活塞下限位塊44優(yōu)選為與鉆頭體10同軸設置的圓筒，圓筒的底部直徑比筒身的直徑更大，與鉆頭體10底端的內(nèi)壁連接。下腔內(nèi)的復位裝置42優(yōu)選為彈簧，該彈簧套設在活塞限位塊44的筒身上，下端連接至活塞下限位塊44的底部，上端連接活塞40的下端。
[0048]利用鉆頭鉆孔時，根據(jù)施工要求，需要向孔內(nèi)注入混凝土漿或泥漿等，因此，該可變徑擴底鉆頭還包括貫穿鉆頭體10設置在鉆頭體10內(nèi)的注漿管50，注漿管50從上至下依次穿過上密封板11、活塞上限位塊43、活塞40、復位彈簧、活塞下限位塊44，直至注漿管50的下端位于設置在鉆頭體10下端的端頭14內(nèi)?？勺儚綌U底鉆頭的鉆齒20設置在端頭14的下方。
[0049]根據(jù)鉆孔需要，鉆頭體10的外周還可以設置有螺旋葉片60，便于鉆頭的鉆孔工作。鉆頭體10上端設置有連接方頭70，用于將該鉆頭與鉆桿等結(jié)構(gòu)連接。此外，雖然本實施例中的擴大翼30有兩個，但是在其他實施例中，擴大翼30可以配置為一個，三個或更多個，配置為多個時，擴大翼30可以均勻設置在鉆頭體的外周上。該實施例中，下腔內(nèi)設置的復位裝置42配置為彈簧，其他實施例中也可以采用其他形式的復位裝置，只要該復位裝置在活塞下移后，能夠?qū)⒒钊蛏弦苿訌臀患纯伞?br> [0050]參照圖3、圖4和圖5，該可變徑擴底鉆頭的擴大翼展開過程如下:
[0051]如圖3所示，活塞40位于其上極限位置時，擴大翼30豎直向下，緊靠鉆頭體10，處于收回位置。需要擴大翼打開時，如圖4所示，通過進油管13向上腔內(nèi)供油，活塞40受液壓油的壓力，向下移動，齒條41隨活塞40向下移動，并帶動齒輪31旋轉(zhuǎn)，齒輪31通過齒輪軸32帶動擴大翼30向上擺動翻轉(zhuǎn)；通過控制活塞40向下移動的距離，可以調(diào)整擴大翼30的打開角度，使可變徑擴底鉆頭具有不同的外徑，鉆取不同的直徑的擴大頭，待擴大翼30翻轉(zhuǎn)至預期的打開位置，停止供油，活塞40和擴大翼30停止運動。待鉆孔完畢或向上提鉆時，需要將擴大翼30收回，此時，繼續(xù)通過進油管13向上腔內(nèi)供油，使活塞40繼續(xù)下移，齒條41繼續(xù)帶動齒輪31轉(zhuǎn)動，進而擴大翼30繼續(xù)向上擺動，至活塞40與活塞下限位塊44接觸，達到下極限位置，擴大翼30向上擺動至豎直位置，與鉆頭體10貼合收回。然后，待鉆頭整體提到地面后，在通過進油管13泄油，利用復位裝置42的作用力將活塞40向上移動復位，進而帶動擴大翼向下翻轉(zhuǎn)至初始的收回位置。本實用新型的可變徑擴底鉆頭的擴大翼可以通過液壓油供油實現(xiàn)擴大翼收回，使得收回的作用力更大，容易克服泥土或混凝土漿的阻力。
[0052]與現(xiàn)有的擴徑鉆頭相比，本實用新型的可變徑擴底鉆頭具有如下優(yōu)點:
[0053]1、直接將鉆頭體作為缸筒，并在其內(nèi)部設置擴大翼的驅(qū)動活塞，無需為擴大翼提供單獨的驅(qū)動油缸，簡化結(jié)構(gòu)，降低成本；并且這種結(jié)構(gòu)更適用于小直徑的鉆頭；
[0054]2、在鉆頭體的上端設置一個油口，只為上腔供油，為活塞提供動力，驅(qū)動擴大翼打開；在鉆頭體下腔設置復位裝置，利用復位裝置的作用力帶動擴大翼收回；由此，簡化油液管路，使得管路的布置更容易；
[0055]3、利用齒條和齒輪配合驅(qū)動擴大翼，可以實現(xiàn)借助液壓油的壓力驅(qū)動擴大翼收回，使擴大翼能夠克服土石或混凝土漿的阻力，更容易收回；齒輪和擴大翼之間采用齒輪軸連接，由此可以設置齒輪罩保護齒輪和外露的活塞，避免與混凝土漿接觸，延長其使用壽命O
[0056]本實用新型的實施例還提供一種鉆孔機械，其設置有上述的可變徑擴底鉆頭。該鉆孔機械使用該可變徑擴底鉆頭鉆孔，因此具有如上所述的有點，不再贅述。
[0057]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可變徑擴底鉆頭，包括筒狀鉆頭體(10)、設置在所述鉆頭體(10)下端的鉆齒(20),所述鉆頭體(10)上設置有至少一個可擺動的擴大翼(30)，其特征在于， 所述鉆頭體(10)內(nèi)設置有可沿其內(nèi)壁上下移動的活塞(40)，將所述鉆頭體(10)的內(nèi)部分隔為上腔和下腔；所述活塞(40)與所述擴大翼(30)連接，驅(qū)動所述擴大翼(30)張開和收回； 所述鉆頭體(10)上端開設有進油口，所述進油口與所述上腔連通； 所述下腔內(nèi)設置有使所述活塞(40)向上移動復位的復位裝置(42)，所述復位裝置(42)與所述活塞(40)的下端和所述鉆頭體(10)的下端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述活塞(40)上設置有沿其軸向延伸的齒條； 所述鉆頭體(10)對應所述齒條的位置開設有開口，所述開口外側(cè)設置有與所述齒條配合的齒輪(31)，所述齒輪(31)固定連接至齒輪軸(32 )，所述齒輪軸(32 )可轉(zhuǎn)動地架設在所述鉆頭體(10)上； 所述擴大翼(30)的一端固定連接至所述齒輪軸(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述鉆頭體(10)上在對應所述齒輪(31)處設有罩覆所述齒輪(31)的齒輪罩(35)，所述齒輪軸(32)通過所述齒輪罩(35)設置在所述鉆頭體(10)上，并且所述齒輪軸(32)的一部分和所述擴大翼(30)位于所述齒輪罩(35)的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述鉆頭體(10)的上腔內(nèi)設置有活塞上限位塊(43);和/或， 所述鉆頭體(10 )下腔底部設置有活塞下限位塊(44 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述活塞上限位塊(43)為設置在所述鉆頭體(10)內(nèi)壁上的環(huán)形板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述活塞下限位塊(44)為與所述鉆頭體(10)同軸設置的圓筒，所述圓筒的底部與所述鉆頭體(10)底端的內(nèi)壁連接； 所述復位裝置(42)為彈簧，所述彈簧套設在所述圓筒上，所述彈簧的下端連接至所述圓筒的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述上腔的頂部設置有上密封板(I I)，所述進油口開設在所述上密封板(11)上，所述進油口內(nèi)穿設有進油管(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述可變徑擴底鉆頭還包括設置在所述鉆頭體(10)下端的端頭(14)，所述鉆齒(20)設置在所述端頭(14)的下方； 以及，貫穿所述鉆頭體(10)設置在所述鉆頭體(10)內(nèi)的注漿管(50)，所述注漿管(50)的下端位于所述端頭(14)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的可變徑擴底鉆頭，其特征在于，所述鉆頭體(10)上設置有兩個所述擴大翼(30)，所述擴大翼(30)相對所述鉆頭體(10)的外周均勻布置。
10.一種鉆孔機械，其特征在于，設置有如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的可變徑擴底鉆頭。
【文檔編號】E21B10/32GK203701977SQ201320876813
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】陳白禹, 龍飚, 安貴平 申請人:北京市三一重機有限公司