專利名稱：重力啟閉式灌注樁底擴(kuò)孔機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所屬的技術(shù)領(lǐng)域是在基礎(chǔ)工程中，采用現(xiàn)澆混凝土灌注采時(shí)，為增加樁底承壓面積采用樁底擴(kuò)大頭形式時(shí)，先用鉆機(jī)成型樁孔后，再開挖擴(kuò)大頭時(shí)所使用的擴(kuò)孔機(jī)設(shè)備，因此該擴(kuò)孔機(jī)可屬于土建工程中土方施工或基礎(chǔ)施工時(shí)所采用的土方施工機(jī)械中的一種工作裝置機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)有的擴(kuò)孔機(jī)設(shè)備有多種形式，其中最接近本實(shí)用新型的擴(kuò)孔機(jī)是英國MCALPINE公司提供的單頁技術(shù)樣本片式刮刀擴(kuò)孔機(jī)，其原理是通過加壓機(jī)構(gòu)，伸縮中央回轉(zhuǎn)桿，再通過連桿啟閉刮刀實(shí)現(xiàn)刮土和取土功能。刮刀是利用整片鋼板加肋制成的。前沿加了刀齒，可實(shí)現(xiàn)取土功能，減少取土次數(shù)，但是由此帶來的缺點(diǎn)是使整個(gè)擴(kuò)孔機(jī)構(gòu)復(fù)雜，加工麻煩，重量較大，相應(yīng)的成本也較高。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種機(jī)構(gòu)簡單、加工容易、使用方便、價(jià)格較低、靠鉆桿自重加壓，長桿式刮土刀的輕便型擴(kuò)孔機(jī)，在我國國情條件下，能很好地滿足當(dāng)前混凝土灌注樁的機(jī)械擴(kuò)孔的需要。
本實(shí)用新型的內(nèi)容是在保證擴(kuò)孔的擴(kuò)孔切土和取土功能前提下盡可量簡化擴(kuò)孔機(jī)的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)的，首先直接與鉆桿連接的中央回轉(zhuǎn)桿(1、2)底部支承在集土斗(5)底上，這個(gè)支點(diǎn)有效地減小了切土?xí)r由回轉(zhuǎn)桿斷面承受的最大扭矩值，縮小了回轉(zhuǎn)桿斷面尺寸。本實(shí)用新型采用了正方形空心簿壁斷面，為了實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)桿的伸縮位移，將它分成上回轉(zhuǎn)桿(1)和下回轉(zhuǎn)桿(2)部分，并將下回轉(zhuǎn)桿(2)套進(jìn)上回轉(zhuǎn)桿(1)中，構(gòu)成一個(gè)可以傳遞扭矩的完整的回轉(zhuǎn)桿部件。上回轉(zhuǎn)桿(1)上部設(shè)有耳板構(gòu)造，與刮土刀(3)部件的刮刀桿頂部通過銷軸銷空構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接?；剞D(zhuǎn)桿(2)下部也設(shè)有耳板構(gòu)造與刮土刀部件的連桿(4)通過銷軸銷空構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接。連桿(4)的另一端支承在刮刀桿(6)中部的內(nèi)側(cè)，也是通過銷軸銷孔構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接。這樣在鉆桿下降時(shí)，由鉆桿的自重壓縮回轉(zhuǎn)桿(1、2)繼而通過連桿(4)支撐開刮刀桿(6)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)桿(1、2)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)則可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔切土功能。其次盡量簡化了刮土刀(3)部件，由大型的扳肋式刮刀部件改為長桿式刮土刀部件。由刮刀桿(6)刮刀體(7、8)及連桿(4)三部分組成的刮刀桿(6)采用了矩形空心簿壁斷面，上端與上回轉(zhuǎn)桿(1)的耳板實(shí)現(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接，底部設(shè)有掃土板 (9)，將刮下來的松土掃入集土斗(5)部件中，刮刀體(7、8)是采用直角三角形斷面的分塊式刮刀體，直角邊焊在刮刀桿(6)一側(cè)，另一直角邊在切土面，并分為高刃塊體(7)和低刃塊體(8)，并且交錯(cuò)地焊接在刮刀桿(6)側(cè)面上。在安裝擴(kuò)孔機(jī)時(shí)，一對刮土刀部件在同一高度也要交錯(cuò)布置，其一個(gè)刮刀桿上為高刃刀體(7)，則另一個(gè)刮刀桿上即為低刃刀體(8)，反之也然。這種布置方式可以使切土?xí)r的初始起動(dòng)扭矩有效的縮小，在逐層切土的正?；剞D(zhuǎn)過程中，切土扭矩也可有效的減小。因此采用細(xì)長刮刀桿也可滿足側(cè)向剛度，從而大大地簡化了刮土刀部件的構(gòu)造和重量，也可以縮小中央回轉(zhuǎn)桿的斷面，因此可以不用另外再設(shè)置為支撐開刮刀桿(6)而壓縮回轉(zhuǎn)桿(1、2)的加壓機(jī)構(gòu)，只靠鉆桿自重即可實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)桿運(yùn)行時(shí)的壓縮位移功能。雖然這種長桿式刮土刀部件不能實(shí)現(xiàn)集土功能，但在該擴(kuò)孔機(jī)底部設(shè)有較大容積的集土斗(5)部件，可以作一補(bǔ)償，集土斗(5)部件是由園形桶壁(11)、活動(dòng)式斗底(12)、啟閉機(jī)構(gòu)(13)、下回轉(zhuǎn)桿與斗底連接機(jī)構(gòu)(17)和斗底浮土清除裝置(14)組成。通過合頁連接的兩扇半園形活動(dòng)斗底(12)，擴(kuò)孔時(shí)閉合好斗門集土，卸土?xí)r打開斗門自動(dòng)向下卸土。斗底中央部件設(shè)有可以安裝止推軸承(16)及轉(zhuǎn)向離合器(15、18)的固定軸承座(17)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是中間有個(gè)園孔，可將下回轉(zhuǎn)桿根部桿可動(dòng)配合地插入其中，上端內(nèi)側(cè)設(shè)有可安裝止推軸承(16)的凸槽，上端內(nèi)側(cè)設(shè)有幾處開有安裝鋼珠(15)、彈簧(18)式轉(zhuǎn)向離合器之用的楔形槽，與其配合的下回轉(zhuǎn)桿根部軸桿有一臺(tái)階壓在止推軸承之上，臺(tái)階周圍有一凸緣將轉(zhuǎn)向離合器的楔形槽蓋住，當(dāng)回轉(zhuǎn)桿沿切土方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，根部軸桿與集土斗的軸承座處于分離狀態(tài)，即集土斗不動(dòng)，回轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)當(dāng)回轉(zhuǎn)桿沿切土方向反向旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)向離合器(15、18)中的鋼珠(15)通過楔形槽將其根部軸桿(2)同集土斗軸承座(17)擠壓摩擦連成一體，由回轉(zhuǎn)桿(1、2)帶動(dòng)集土斗(5)一起反向轉(zhuǎn)動(dòng)。使集土斗(5)反向回轉(zhuǎn)的目的在于清除集土斗底板下面的虛土，在兩個(gè)活動(dòng)斗底(12)安裝合頁的條形斗底部位，設(shè)有集土斗(5)反轉(zhuǎn)時(shí)的水平方向切土刀(14)并在條形斗底扳對應(yīng)部位開一進(jìn)土口，其上又設(shè)有擋土蓋(19)，當(dāng)反轉(zhuǎn)切土?xí)r，擋土蓋(19)被切下的土層頂開，土進(jìn)入集土斗(5)。這種斗底清土裝置是本擴(kuò)孔機(jī)的特殊裝置，解決了長期遺留的斗底虛土清理的難題，確保了該處樁端承載力。此外在下回轉(zhuǎn)桿(2)上部和上回轉(zhuǎn)桿(1)下部對應(yīng)于收緊刮刀桿位置開有一銷軸孔(10)，插入銷抽后可使上、下回轉(zhuǎn)停止壓縮位移，無法打開刮土刀(3)，以便于回轉(zhuǎn)桿反轉(zhuǎn)清理斗底虛土。同時(shí)在下回轉(zhuǎn)桿(2)中部的以定范圍開有幾個(gè)控制刮土刀所需的張開角度位置的銷釘孔(20)，當(dāng)銷釘插入其中的某銷釘孔中，上回轉(zhuǎn)桿向下的壓縮位移到該銷釘(10)自行停止位移，從而準(zhǔn)確地控制了刮土刀(3)的張開角度，確保了括孔樁底開挖尺寸和形狀。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是在于取消一般括孔機(jī)啟閉刮土刀用的加壓機(jī)構(gòu)，只靠鉆桿自重加壓就行了，用長桿式刮土刀代替整片肋扳式刮土刀，通過分塊式刮刀體的交錯(cuò)布置切土方式，減少切土扭矩等構(gòu)造措施，使整個(gè)括孔機(jī)的結(jié)構(gòu)大為簡化，加工容易、操作簡便、制造成本低，極適用于我國條件下推廣利用，特別是本擴(kuò)孔機(jī)可通過反轉(zhuǎn)清除集土斗底虛土，解決了擴(kuò)孔機(jī)長期遺留的難題，確保了擴(kuò)孔樁底的挖土尺寸和形狀，提高了樁端承載力。
附圖中


圖1為擴(kuò)孔機(jī)工作狀態(tài)裝配示意圖圖2為擴(kuò)孔機(jī)左刮土刀體部件示意圖圖3為擴(kuò)孔機(jī)右刮土刀體部件示意圖圖4為擴(kuò)孔機(jī)刮刀體低刃剖視示意圖圖5為擴(kuò)孔機(jī)刮刀體高刃剖視示意圖圖6為擴(kuò)孔機(jī)上、下回轉(zhuǎn)桿部件示意圖圖7為擴(kuò)孔機(jī)上、下回轉(zhuǎn)桿部件剖視示意圖圖8為擴(kuò)孔機(jī)集土斗部件示意圖圖9為擴(kuò)孔機(jī)集土斗部件剖視示意圖
圖10為擴(kuò)孔機(jī)集土斗清土刀剖視示意
圖1－擴(kuò)孔機(jī)上回轉(zhuǎn)桿2－擴(kuò)孔機(jī)下回轉(zhuǎn)桿3－擴(kuò)孔機(jī)刮刀4－擴(kuò)孔機(jī)刮刀連桿5－擴(kuò)孔機(jī)集土斗6－擴(kuò)孔機(jī)刮刀桿7－高刃刀體8－低刃刀體9－掃土板10－定位銷軸11－集土斗桶壁12－活動(dòng)斗底板13－啟閉斗底開關(guān)14－清土刀15－鋼珠16－止推軸承17－固定軸承座18－彈簧19－擋土蓋20－上定位銷實(shí)施例尺寸采用本實(shí)用新型制成的樣機(jī)參數(shù)是擴(kuò)孔直徑為1600毫米至2600毫米范圍，分為5檔可調(diào)直徑尺寸，每檔為200毫米。重量為400公斤，集土斗容量為0.3立方米，適用于800毫米直徑樁的擴(kuò)孔之用。鉆桿輸入扭矩為5000至15000N－M。參照
圖1、圖6、圖7，上回轉(zhuǎn)桿(1)為鋼板拼焊成的斷面為120mm×120mm的正方形桿斷面的閉合桿件，桿長920mm。下回轉(zhuǎn)桿(2)為斷面為100mm×100mm的兩角鋼對接焊成的正方形斷面閉合桿件，桿長870mm，下回轉(zhuǎn)桿(2)插入上回轉(zhuǎn)桿(1)后的間隙為1至2mm，兩者壓縮時(shí)相對位移為400mm。參照
圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。刮土刀部件(3)的刮刀桿(6)的斷面為100mm×50mm的空心矩形斷面。桿長為1400mm，其上焊有交錯(cuò)布置的高刃刮刀體(7)和低刃刮刀體(8)，兩者皆為實(shí)心的直角形斷面，長度皆為250mm。刃高為70mm和40mm。刮刀桿(6)底部焊有掃土板(9)，將刮下來的松土掃入集土斗(5)中。參照
圖1、圖8、圖9、
圖10。集土斗(5)直徑為800mm，高為500mm，斗壁(11)厚5mm，底部中間部位焊有條形的固定斗底板，其上兩側(cè)裝有合頁，安裝兩扇半圓形活動(dòng)斗底板(12)，由它的啟閉設(shè)備(13)臨時(shí)固定，供集土，卸土之用。在固定條形斗底板上裝有固定軸承座(17)，上端內(nèi)側(cè)有安裝止推軸承(16)的凹槽，外側(cè)開有安裝鋼球(15)、彈簧(18)式的轉(zhuǎn)向離合器的楔形槽。下回轉(zhuǎn)桿(2)根部的軸桿可插入固定軸承座(17)的孔中，并有一臺(tái)階壓在止推軸承(16)上，臺(tái)階周圍的凸緣又將轉(zhuǎn)向離合器的楔形槽鋼蓋住，從而實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)脫開，反轉(zhuǎn)結(jié)合的回轉(zhuǎn)桿(12)同集土斗(5)間的轉(zhuǎn)向離合器功能。在固定條形斗底部位，設(shè)有反轉(zhuǎn)時(shí)的水平方向切土刀(14)切下的土可頂開擋土蓋(19)進(jìn)入集土斗(5)中。整個(gè)擴(kuò)孔機(jī)總高度為2430mm。經(jīng)輕亞粘土土質(zhì)的擴(kuò)孔實(shí)踐考驗(yàn)，可保證成孔尺寸，孔的外形滿足要求，孔底無虛土，在使用中收到良好的效果。
權(quán)利要求1.一種由回轉(zhuǎn)桿(1、2)刮土刀(3、4)以及集土斗(5)等部件組成的擴(kuò)大灌注樁底用擴(kuò)孔機(jī)，其特征在于A.由上回轉(zhuǎn)桿(1)及下回轉(zhuǎn)桿(2)兩部件組成的回轉(zhuǎn)桿部件，其上回轉(zhuǎn)桿(1)頂部與鉆機(jī)轉(zhuǎn)桿相連，側(cè)面與刮土刀(3)鉸接，下回轉(zhuǎn)(2)底部與集土斗底(5)相連。側(cè)面與啟閉刮土刀的連桿機(jī)構(gòu)(4)鉸接。中間部分通過可上下滑動(dòng)配合的滑套構(gòu)造將上、下回轉(zhuǎn)桿連成一體，構(gòu)成了可伸縮式的回轉(zhuǎn)桿，可伸縮式的回轉(zhuǎn)桿部件上設(shè)有控制其所需伸縮長度的定位構(gòu)造(10)。B.由刮刀桿(6)刮刀體(7、8)掃土扳(9)以及連桿機(jī)構(gòu)(4)組成刮土刀(3、4)部件，靠鉆桿自重壓縮回轉(zhuǎn)桿(1、2)，通過連桿機(jī)構(gòu)(4)開啟刮刀桿(6)。提起鉆桿，回轉(zhuǎn)桿(1、2)復(fù)位。通過連桿機(jī)構(gòu)(4)閉合刮刀桿(6)。刮刀桿(6)由長方形空心截面的細(xì)長桿件組成，其中一側(cè)面上焊有刀刃高度尺寸大小交錯(cuò)布置的分塊式刮刀體(7、8)，成對的兩刮刀桿安裝時(shí)，在同一高度處焊接的刮刀體刃高也呈交錯(cuò)式分部。C.由園形桶壁(11)和活動(dòng)式斗底扳(12)及相應(yīng)的開啟裝置(13)和斗底與下回轉(zhuǎn)桿的連接構(gòu)造軸承座(17)以及清土裝置(14)組成集土斗部件(5)，集土斗部件的斗底與下回轉(zhuǎn)桿的連接構(gòu)造軸承座(17)由兩部分組成，其一是在回轉(zhuǎn)桿沿切土方向旋轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)有可使回轉(zhuǎn)桿(1、2)相對于集土斗單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)的連接構(gòu)造(16)，其二是在回轉(zhuǎn)桿沿切土方向反轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)有可使由回轉(zhuǎn)桿(1、2)帶動(dòng)集土斗(5)連在一起共同反轉(zhuǎn)的連接構(gòu)造(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔機(jī)，其特征在于回轉(zhuǎn)桿部件的長度定位構(gòu)造是由分別在上回轉(zhuǎn)桿(1)及下回轉(zhuǎn)桿(2)上設(shè)有的銷釘孔(10、20)及相應(yīng)的銷釘構(gòu)造組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔機(jī)，其特征在于刮土刀部件的分塊式刮刀體為直角三角形斷面，其一直角邊焊接于刮刀體一側(cè)，另一直角邊貼近孔壁，決定其刮刀體刃高尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔機(jī)，其特征在于集土斗(5)部件與回轉(zhuǎn)桿(1、2)的連接構(gòu)造是由斗底中央設(shè)有安裝止推軸承(16)及轉(zhuǎn)向離合器(15、18)的軸承座(17)和下回轉(zhuǎn)桿(2)下端設(shè)有的帶凸緣的端軸座(21)配合連接。轉(zhuǎn)向離合器(15、18)是由安裝在軸承座(17)周邊楔形槽中的鋼珠(15)彈簧(18)和套在其外的下回轉(zhuǎn)桿(2)的凸邊緣端軸座(17)構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)孔機(jī)，其特征在于回轉(zhuǎn)桿(1、2)帶動(dòng)集土斗(5)反轉(zhuǎn)時(shí)，集土斗部件(5)設(shè)有刮清斗底虛土的刮刀，并使其進(jìn)入集土斗內(nèi)的清土裝置(14)。
專利摘要這種在地基工程中采用鉆孔灌注樁時(shí)，孔底的擴(kuò)大頭成型用的擴(kuò)孔機(jī)，機(jī)構(gòu)簡單、加工容易、使用方便、靠鉆桿的自重加壓打開擴(kuò)孔刀。通過銷釘控制擴(kuò)孔尺寸，集土斗底部設(shè)有清除樁底浮土構(gòu)造，可使樁底直接生根于未經(jīng)擾動(dòng)的土壤上，由于采用了長桿式刮土刀構(gòu)造形式，使這種擴(kuò)孔機(jī)大為簡化，制造成本低廉，是一種在我國國情條件下容易上馬，容易普及推廣的取代人工挖孔方式的機(jī)械式擴(kuò)孔、取土的擴(kuò)孔機(jī)。
文檔編號(hào)E02D7/00GK2074776SQ9021877
公開日1991年4月10日 申請日期1990年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月4日
發(fā)明者李夢林, 周正 申請人:北京市建筑工程研究所