孔底岩石切割的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种孔底岩石切割机，用于进行孔底岩石切割，其中，所述孔底岩石切割机包括机架，以及设置在机架上的主轴、至少一个液压马达，所述主轴上相对可旋转地设置有至少一块硬质合金或金刚石切割片；所述切割片设置为圆盘结构，其外圆周上设置有多个用于切割岩石的齿；所述液压马达通过齿轮传动带动所述切割片旋转；所述机架上设置有与外部动力源连接的连接部。由于采用液压马达通过齿轮传动带动硬质合金或金刚石切割片旋转，对孔底岩石进行切割，提高了钻孔效率。
【专利说明】孔底岩石切割机
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻采工具领域，更具体的说涉及的是一种孔底岩石切割机结构改进。【背景技术】
[0002]旋挖机，又称为旋挖钻机是一种适合钻采工具领域中成孔作业的施工机械。一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般采用液压先导控制、负荷传感，具有操作轻便、舒适等特点。主、副两个卷扬可适用于工地多种情况的需要。所述旋挖钻机配合不同钻具，适用于干式(短螺旋)或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业，还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等，实现多种功能，主要用于市政建设、公路桥梁、工业和民用建筑、地下连续墙、水利、防渗护坡等基础施工的成孔工艺。
[0003]当在钻孔过程中遇到岩石层时，先用螺旋钻头钻成小孔，然后用旋挖斗进行扩挖成孔。所述螺旋钻头分为单螺钻头与双螺钻头，单螺钻头的导向性能差，携土能力弱；双螺钻头的钻进速度慢，回转阻力较大。
[0004]由于需要螺旋钻头钻成小孔，然后用旋挖斗进行扩挖成孔。因此效率很低，特别是遇到高硬度岩石时，螺旋钻头钻孔速度很慢，效率更低。
[0005]因此，现有技术尚有待改进和发展。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种孔底岩石切割机，以解决现有的旋挖钻机在遇到岩石层时钻孔效率低的问题。
[0007]本发明的技术方案如下:
一种孔底岩石切割机，用于进行孔底岩石切割，其中，所述孔底岩石切割机包括机架，以及设置在机架上的主轴、至少一个液压马达，所述主轴上相对可旋转地设置有至少一块硬质合金或金刚石切割片；
所述切割片设置为圆盘结构，其外圆周上设置有多个用于切割岩石的齿；
所述液压马达通过齿轮传动带动所述切割片旋转；
所述机架上设置有与外部动力源连接的连接部。
[0008]所述的孔底岩石切割机，其中，所述切割片设置为两块，分布在所述主轴的两端。
[0009]所述的孔底岩石切割机，其中，所述液压马达设置为两个。
[0010]所述的孔底岩石切割机，其中，所述两个液压马达通过两组齿轮传动同时带动两块切割片旋转。
[0011]所述的孔底岩石切割机，其中，一个液压马达通过一组齿轮传动带动一块切割片旋转。
[0012]所述的孔底岩石切割机，其中，所述齿轮传动采用第一圆锥齿轮及第二圆锥齿轮啮合传动，所述第一圆锥齿轮设置在液压马达的驱动轴上，所述第二圆锥齿轮设置在主轴上，所述切割片设置在所述第二圆锥齿轮上。
[0013]所述的孔底岩石切割机，其中，所述连接部设置为纳置外部动力源的凹槽结构，凹槽对应的两侧壁设置通孔。
[0014]所述的孔底岩石切割机，其中，所述机架上还设置有多个用于支撑所述孔底岩石切割机且可伸缩的着床。
[0015]所述的孔底岩石切割机，其中，所述着床设置为油缸结构，所述油缸内腔中设置有油路及活塞杆脚。
[0016]所述的孔底岩石切割机，其中，所述着床的底部设置有可旋转的调节头，所述调节头的下端设置有尖头。
[0017]本发明所提供的一种孔底岩石切割机，由于采用液压马达通过齿轮传动带动硬质合金或金刚石切割片旋转，对孔底岩石进行切割，提高了钻孔效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明孔底岩石切割机的结构示意图。
[0019]图2是本发明孔底岩石切割机A-A向剖视图。
[0020]图3是图2中C部放大图。
[0021]图4是本发明孔底岩石切割机B-B向剖视图。
[0022]图5是图4中D部放大图。
[0023]图6是本发明孔底岩石切割机中液压马达通过齿轮组传动带动切割片旋转的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下将结合附图，对本发明的【具体实施方式】和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的【具体实施方式】。
[0025]本发明公开了 一种孔底岩石切割机，所述孔底岩石切割机用于进行孔底岩石切害I]，如图1结合图4所示，所述孔底岩石切割机包括机架100，所述机架采用多块钢板构成，钢板间交叉设置，以减少焊接。以及设置在机架上主轴170，至少一个液压马达110，具体设置为但不限于图中的两个。
[0026]所述主轴170水平设置在所述机架100上，其上设置有至少一块硬质合金或金刚石切割片120，具体设置为但不限于图中的两个，所述切割片120用于对孔底岩石进行切害I]。所述切割片120相对所述主轴170可旋转。所述切割片120材质选用硬质合金或金刚石，可以提高对岩石层的切割速度。所述切割片120设置为圆形结构，其外圆周上设置有多个用于切割的齿121。所述齿121优选设置为梯形结构，以方便对岩石进行接触从而对岩石进行切割。所述液压马达110通过齿轮传动带动所述切割片120旋转。
[0027]所述机架100上还设置有与外部动力源连接的连接部130，例如旋挖机。当旋挖机在钻孔过程中遇到岩石层时，此时将旋挖机的钻头取下，更换为孔底岩石切割机。所述液压马达110通过齿轮传动带动所述切割片120旋转，所述切割片120在旋转过程中对岩石层进行切割；优选地，所述切割片120以圆周阵列的布局方式不断地变更切割位置，形成环状切缝，切割完成后再采用破碎后取出碎石的方式取出岩芯，完成单次进尺。按照此方式不断循环达到穿岩效果。优选地，将其中一块切割片120经过圆周阵列的阵列中心设置，以减小切割的盲点。
[0028]采用此方式进行孔底岩石的切割，提高了孔底岩石的切割效率，并且可以根据岩石的硬度更换不同材质的切割片，可以保证切割的效率。尤其是对于大孔径穿岩进尺的难度大大降低，且效率大大提高。
[0029]具体地，如图1所示，所述切割片120设置为两块，分布在所述主轴170的两端。采用两块切割片120的切割方式，可以减小圆周阵列的次数，使孔底岩石的切割效率更高。如图2结合图3所示，所述液压马达110设置为两个，分布在所述主轴170的两侧。在要达到相同功率的情况下，设置为两个液压马达比设置一个液压马达可以减小液压马达的宽度尺寸和体积，也就可以减小纳置所述液压马达的空间。
[0030]如图2结合图3、图4、图5、图6所示，所述齿轮传动采用第一圆锥齿轮140及第二圆锥齿轮150啮合传动，所述第一圆锥齿轮140连接在所述液压马达110的驱动轴111上，从而使所述液压马达110带动所述第一圆锥齿轮140旋转。所述第二圆锥齿轮150与所述第一圆锥齿轮140啮合。
[0031]所述第二圆锥齿轮150设置在所述主轴170上，优选地，所述第二圆锥齿轮150通过轴承设置在所述主轴170上，所述切割片120设置在所述第二圆锥齿轮150上，优选地，所述切割片120通过法兰固定在所述第二圆锥齿轮150上，以保证所述切割片120不会相对所述第一圆锥齿轮150运动。所述第一圆锥齿轮140旋转带动所述第二圆锥齿轮150旋转，所述第二圆锥齿轮150旋转带动所述切割片120旋转，从而实现对岩石层进行切割。
[0032]作为本发明的优选实施例，如图6所示，所述两个液压马达110通过两组齿轮传动同时带动两块切割片120旋转，可以对两个液压马110同时供油，油路自由分配，形成互锁，即当一个液压马达被卡死，不会造成另一个液压马达速度过载；并且使传动啮合时的啮合点双倍于单个圆锥齿轮组传动，同时啮合面积增加，这样齿轮传动参数可以大大的降低。
[0033]两个液压马达110处于主轴170的两侧，优选地，两个液压马达间隔120度设置，并分布在所述主轴170的两侧上方。每个液压马达110的驱动轴111上固定设置有一个第一圆锥齿轮140，即两个第一圆锥齿轮140处于所述主轴170的两侧，两个第一圆锥齿轮140的转动方向一致。两个第二圆锥齿轮150分布在两个第一圆锥齿轮140的两端部，即两个第一圆锥齿轮140处于两个第二圆锥齿轮150之间，两个第一圆锥齿轮140的转动方向一致可实现两个第一圆锥齿轮140同时与两个第二圆锥齿轮150哨合传动，同时两个第二圆锥齿轮150的转动方向相反，即两个第二圆锥齿轮150相向传动，因此设置在所述第二圆锥齿轮150上的两块切割片120也可实现相向运动。两块切割片120的相向运动使所述孔底岩石切割机形成一个中心扭转，不仅可以消除间隙还可以自动找中，使进尺的直线度得到保障。同时还可以保证所述孔底岩石切割机的平衡。具体地，所述第一圆锥齿轮140及第二圆锥齿轮150的齿形可以采用直齿，螺旋齿等，本发明优选采用螺旋齿结构，可以使传动更佳平稳。
[0034]采用两块切割片120还可以减少阵列次数，提高切割效率。即两个液压马达110同时驱动两个第一圆锥齿轮140转动，两个第一圆锥齿轮转动带动两个第二圆锥齿轮150转动，从而带动设置在第二圆锥齿轮150上的切割片120旋转对孔底岩石进行切割。当其中一块切割片120被卡死后，会导致此带动所述此切割片120的第二圆锥齿轮150停止转动，由于第二圆锥齿轮150同时和两个第一圆锥齿轮140啮合，当一个第二圆锥齿轮150停止转动时，两个第一圆锥齿轮140都会停止转动,从而使两个液压马达110都停止工作。从而有效地避免了因其中一块切割片120被卡死后而导致另外一个液压马达110速度过载。
[0035]进一步地，由于采用两个第一圆锥齿轮140同时带动两个第二圆锥齿轮150的方式，使传动啮合时的啮合点双倍于单个圆锥齿轮组传动，同时啮合面积增加，这样齿轮传动参数可以大大的降低，所述第一圆锥齿轮140和第二圆锥齿轮150的模数大大减小，使得所述第一圆锥齿轮140和第二圆锥齿轮150的外径和轴向尺寸大大缩小。轴向尺寸大大缩小可以缩小两个切割片120之间的间距，可以减小切割的盲点；外径大大缩小可以同时也大大的减小了用于陈放两个第一圆锥齿轮140及两个第二圆锥齿轮150的齿轮箱的径向尺寸，从而增大了两个切割片120的有效切割深度。这样可以提高每次进尺的深度，从而提高整个孔底岩石切割机的钻孔效率。
[0036]应该理解的是，还可以采用两个以上的液压马达110驱动两个以上的第一圆锥齿轮140，一个液压马达110驱动一个第一圆锥齿轮140。两个以上的液压马达110分布在所述主轴170的外圆周上，这样就可以两个以上的第一圆锥齿轮140带动两个第二圆锥齿轮150旋转。使传动啮合时的啮合点多倍于单个圆锥齿轮组传动，同时啮合面积增加，这样齿轮传动参数可以大大的降低，所述第一圆锥齿轮140和第二圆锥齿轮150的模数大大减小，使得所述第一圆锥齿轮140和第二圆锥齿轮150的外径和轴向尺寸大大缩小。
[0037]作为本发明的另一实施例(图中未示出)，采用一个液压马达通过带动一组第一圆锥齿轮第二圆锥齿轮传动，最后带动一块切割片旋转的方式，也就是将两组齿轮传动分开也可以实现两块切割片的旋转运动。调节液压马达的正反转，可以实现两块切割片的相向运动，这样可以使所述孔底岩石切割机形成一个中心扭转，不仅可以消除间隙还可以自动找中，使进尺的直线度得到保障。同时还可以保证所述孔底岩石切割机的平衡。采用两块硬质合金切割片还可以减少阵列次数，提高切割效率。
[0038]如图1所示,还设置有一用于纳置所述第一圆锥齿轮140及第二圆锥齿轮150的齿轮箱180，所述齿轮箱180采用密封效果好的材料，以防止孔底的水或泥浆进入到所述齿轮箱180中。
[0039]如图1所示，所述连接部设置为纳置外部动力源的凹槽130，所述外部动力源可以是旋挖机。所述凹槽130对应的两侧壁设置通孔。当旋挖机在钻孔过程中遇到岩石层时，此时将旋挖机钻杆下端的钻头取下，将钻杆置于所述凹槽结构130内，再用销子穿过钻杆上的孔及凹槽对应的两侧壁设置通孔，从而将所述孔底岩石切割机固定在所述旋挖机的钻杆上。
[0040]如图1所示，所述机架100上设置有多个用于支撑所述孔底岩石切割机且可伸缩的着床160，用来在孔底岩石切割机工作时抵触到不同的岩石面上，以保持孔底岩石切割机的水平，所述着床具体设置为但不限于图中的4个。优选的，所述着床采用油缸结构，所述油缸161采用不锈钢制作，其内腔设置有油路及活塞杆脚，所述油路可以用来控制活塞杆脚伸出的长度。本发明较佳实施例中采用4个不完全伸出的油缸161，所有油缸161的上腔可相互连通，也可以单独控制设置，并在与所述油缸161的上腔相连通设置有单向阀。所述单向阀只能给油缸161上腔供油，不能回油，如此可以将着床推出抵触到岩石上去。
[0041]本发明较佳实施例中，由于采用了 4个单作用不完全伸出的油缸161，所有油缸161下腔与低压回油腔自由导通，当4个油缸161的活塞杆脚顺序接触孔底岩石时，先接触孔底岩石的油缸161的后腔被压缩，其油会自动分配给其它油缸161的上腔，使不完全伸出油缸161的活塞杆脚伸出，此时此油缸161的下腔自动吸油，其它油缸161的下腔自动出油，并在不完全伸出的行程范围内随机伸出，且所有油缸161的上腔压力为回油腔的低压，接触孔底岩石压力很小。当第两个油缸161的活塞杆脚接触孔底岩石时，它就会和先前的油缸161 —起给其它未接触孔底岩石的油缸的上腔供油,最后所有的油缸161活塞杆脚顺序接触孔底岩石后，此时形成自动补偿平衡接触孔底岩石的状态。
[0042]优选地，如图1所示，所述着床160的底部设置有可旋转的调节头162，所述调节头162的下端设置有尖头163。当所述着床160与孔底岩石接触时，会遇到孔底岩石面不平的情况，碰到这种情况时，所述调节头可以旋转寻找平衡，当找到平衡位置时，所述尖头163先插入岩石中进行准确定位。防止所述着床160移位。
[0043]与现有技术中的相比，本发明所提供的一种孔底岩石切割机，由于采用液压马达通过齿轮传动带动硬质合金切割片旋转，对孔底岩石进行切割，提高了钻孔效率。
[0044]应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，例如，所述切割片也不仅仅限于圆形结构，也可以设置为链形或者圆环形结构；所述切割片也可以设置为三块或三块以上，以进一步提高切割效率，所述切割片可以是单片经过圆周阵列的阵列中心设置，这样可以把盲点缩小，所述切割片也可以是多片，但其中有一片经过圆周阵列的阵列中心设置，这样即缩小了盲点，同时又提高了切割效率。而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种孔底岩石切割机，用于进行孔底岩石切割，其特征在于，所述孔底岩石切割机包括机架，以及设置在机架上的主轴、至少一个液压马达，所述主轴上相对可旋转地设置有至少一块硬质合金或金刚石切割片； 所述切割片设置为圆盘结构，其外圆周上设置有多个用于切割岩石的齿； 所述液压马达通过齿轮传动带动所述切割片旋转； 所述机架上设置有与外部动力源连接的连接部。
2.根据权利要求1所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述切割片设置为两块，分布在所述主轴的两端。
3.根据权利要求2所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述液压马达设置为两个。
4.根据权利要求3所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述两个液压马达通过两组齿轮传动同时带动两块切割片旋转。
5.根据权利要求3所述的孔底岩石切割机，其特征在于，一个液压马达通过一组齿轮传动带动一块切割片旋转。
6.根据权利要求1所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述齿轮传动采用第一圆锥齿轮及第二圆锥齿轮啮合传动，所述第一圆锥齿轮设置在液压马达的驱动轴上，所述第二圆锥齿轮设置在主轴上，所述切割片设置在所述第二圆锥齿轮上。
7.根据权利要求1所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述连接部设置为纳置外部动力源的凹槽结构，凹槽对应的两侧壁设置通孔。
8.根据权利要求1所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述机架上还设置有多个用于支撑所述孔底岩石切割机且可伸缩的着床。
9.根据权利要求8所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述着床设置为油缸结构，所述油缸内腔中设置有油路及活塞杆脚。
10.根据权利要求8所述的孔底岩石切割机，其特征在于，所述着床的底部设置有可旋转的调节头，所述调节头的下端设置有尖头。
【文档编号】B28D1/24GK103660047SQ201310707773
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】陈立军 申请人:陈立军