专利名称：沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基础施工扩底桩设备，特别是一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，是沉管预制钢砼扩底桩扩底挖土及粉碎土体的首选设备。
背景技术：
随着建筑业的迅猛发展，各大中城市的高楼大厦林立随处可见，高层建筑物对其基础承载能力要求也越来越大，为了增加单桩承载能力往往采用扩底桩以减少基础桩的分布密度和降低成本，随之扩底挖土设备应运而生，然而尽管如此，以往的扩底挖土设备都不适用于沉管预制钢砼扩底的挖土需要，因为设备不是定位在沉管上，而是放在底部土体上，其准确度差，效果和控制能力低下，故使其推广应用受到一定的局限。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种定位准确度好，好控制，单桩承载能力强，减少桩分布密度、降低成本适于沉管预制钢砼扩底桩扩底挖土和粉碎土的沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备。
本发明实现目的技术方案是一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，它由可以与沉管定位的机架、动力源、与动力源连接的传动机构、由传动机构带动能张开与收拢的切削刀架组成。
所述的传动机构包括一端与动力源相连，另一端与上轴套相连的动力杆，固装于上轴套下部的齿轮与设于齿轮轴上端的小齿轮相啮合，该轴下端的小齿轮与中轴上的齿轮相啮合，中轴的下端依次穿过机架、下固定盘、刀架横杆与垂直切削刀的上端相连，其截面为上圆下方或缺边圆形，下轴套套装于中轴上，下端穿过机架下固定盘与刀架横杆固定连接。
所述的刀架包括上边与下轴套固定连接的刀架横杆，其两端与扩底切削刀的一端铰接，支撑连杆的一端与扩底切削刀的中部铰接，另一端铰接在垂直切削刀上部的两边。
所述的中轴上段为螺杆，并通过上端两边的凸块伸进上轴套内的相应滑道中，下段截面呈方形与套装其外的下轴套相配合。
所述的中轴在刀架横杆下边一定距离的部位上设有限位凸缘。
所述的机架的上下端为固定盘，两者之间通过沿周向均布的立柱将彼此连成一体，其间还至少设有两块加强固定板。
所述的上固定盘内沿周向均布至少设有三个尾部有弹簧的水平定位销。
所述的下固定盘内两边对称设有与沉管内的定位槽相匹配的定位销，其销的内端设有弹簧，上有限位销，外端设有上部带斜面的铁脚；下固定盘内在与定位销呈垂直的中心部位径向设有能伸进下轴套周壁上宽的卡槽的水平销，尾部有弹簧以螺钉固定，并在水平销上设有拉出水平销的手柄。
所述的上轴套的上端套装一个圆台锥体状的金属塞，置于上固定盘的中心部位上，下部设有支撑的弹簧，上轴套的下端设有滚动轴承，其内轴向两侧设有滑道与中轴上端两边的凸块相匹配。
本发明与现有技术相比，由于采用了上水平定位销、下定位铁脚、中轴上段螺杆下段为方形分别与上下轴套有机配合，中轴下降垂直挖土，上升扩底挖土，反转碎土等一系列技术措施，并经试验证明定位准确度好，确保桩身与扩底桩底座同心度好，明显提高单桩承载能力，扩底桩座形状符合标准要求，操作简便容易控制，降低基础工程成本；同时扩底挖土和粉碎土体同时完成，提高效率和基础工程质量。本发明扩底设备结构紧凑、可以与沉管配合使用，机械化自动化程度高，扩底质量好，精度高，施工过程安全可靠，操作简单方便，设备可控能力强，土体粉碎效果好。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是图1的A-A剖视结构示意图。
图3是图1的B-B剖视结构示意图。
图4是中轴、上下轴、齿轮传动部分的局部放大图。
图中2、铁脚；3、定位销；4、外套；5、卡槽；6、立柱；7、齿轮轴；8、齿轮；9、小齿轮；11、金属塞；12、齿轮；13、小齿轮；14、上轴套；15、弹簧；17、动力杆；18、水平定位销；19、上固定盘；21、下轴套；22、支撑连杆；23、中轴；24、垂直切削刀；25、扩底切削刀；27、弹簧；29、水平销；30、弹簧；31、螺钉；32、限位销；33、下固定盘；34、弹簧；41、42、加强固定板；50、刀架横杆；52、限位凸缘。
具体实施例方式
本发明的实施例结合附图加以详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。
实施例一如图1所示的是本发明的主视结构示意图。机架的上固定盘19和下固定盘33，两者之间通过沿周向均布的四根或两根或八根或更多根立柱6将其连成一体，上部、中部还设有至少两块加强固定板41、42，呈圆台锥体状的金属塞11套装于上轴套14的上端，并置于上固定盘19的中心，下边设有支撑弹簧15，上轴套14的上端与动力源相连的动力杆17相连，上轴套14的下端置于加强固定板41的下层板上，其外设有滚动轴承，齿轮12固装于上轴套的下部中轴23的上端伸进上轴套14中并且将上端两边的凸块进入上轴套的相应滑道内，中轴23的上半段为螺杆，下半段截面为方形或缺边圆形，下轴套21套装在中轴23的下半部，外套4套装在下轴套21外边，中轴23的下端顺次穿过机架的下固定盘33、刀架横杆50与垂直切削刀24上端相连，下轴套21的下端穿过机架的下固定盘33与刀架横杆50固定连接，刀架横杆50的两端与扩底切削刀25的一端铰接，支撑连杆22的一端与扩底切削刀25的中部铰接，另一端与垂直切削刀24的上部两边铰接；所述的固装于上轴套14下部的齿轮12与齿轮轴7上端的小齿轮9相啮合，同轴下端的小齿轮13与中轴23上的内螺纹齿轮8相啮合；所述的上固定盘19内沿周向均布设有四个水平定位销18，外端露出周面尾端设有弹簧34；所述的下固定盘33的两边对称设有能与沉管下部定位槽相匹配的定位销3，其销的内端设有弹簧27，上有限位销32，外端设有上部带斜面的铁脚2，铁脚2为等距离设置三个是效果较好。并在与其呈垂直的中心部径向设有能伸进下轴套21周壁上宽的卡槽5中的水平销29，尾部有弹簧30以螺钉31定位，水平销29上还设有使其拉出的手柄。所述的中轴23在刀架横杆50下边一定距离的部位设有限位凸缘52。限位凸缘52为两块凸缘，固接在中轴23的两侧。限位凸缘52也可以为延中轴23的外圆周设置的一圈凸缘。限位凸缘52与刀架横杆50之间的距离是根据工程需要设置的，限位凸缘52应保证扩底切削刀25与中轴23的夹角小于45度。本发明设备的动力源是可反正转的电动机。
本发明的设备使用时，将动力杆17提起，设备对准沉管口，把铁脚2对准沉管口上的标记，该标记是对准沉管底部的定位槽，之后将设备放入沉管，此时弹簧27被压缩，铁脚2紧顶沉管内壁向下滑行，直接进入槽开口处，滑入槽内，铁脚2被定位固定。此时其全部重量将金属塞11压下，四根水平定位销18被向外推出，紧顶沉管内壁，设备上端也被牢固定位。此时开动机器动力杆17顺时针旋转时，齿轮8使中轴23向下伸进，垂直切削刀24随之顺时针转动垂直将底部硬土削掉，当达到标深后自动停止，此时水平销29已伸入下轴套21周壁上的卡槽5内；动力杆17作逆时针转动，中轴23开始提升，支撑连杆22随之外张将扩底切削刀25支开时将硬土削掉，达到设计底座直径，即动力杆17达到规定转速后，扩底挖土完成，此时中轴23下端的限位凸缘52与刀架横杆50接触停止张开，动力杆17继续转动数圈，由于下轴套21上的卡槽5有相当宽度，整个刀架垂直提升一小段距离后，即到达规定转数后停止，接着动力杆17反转，刀架旋转收拢，其收拢过程把土体粉碎，当然可以反复这样做，直至土体被足够粉碎，动作完成后，动力杆17提升，水平定位销18向中心移动，上端解除束，铁脚2从槽内滑出，设备被吊出地面，用手柄将水平销29拉出卡槽5，刀架恢复原来收拢状，准备下一次挖土。
实施例二实施例一所述的传动机构也可以采用下述结构包括一端与动力源相连，另一端与上轴套14相连的动力杆，固装于上轴套14下部的齿轮12与设于齿轮轴7上端的小齿轮9相啮合，该轴下端的小齿轮13与中轴23上的齿轮8相啮合，中轴23的下端依次穿过机架、下固定盘33、刀架横杆50与垂直切削刀24的上端相连，其截面为上圆下方或缺边圆形，刀架横杆50套装在中轴23上，下轴套21与刀架横杆50固定连接。也就是用中轴23带动刀架横杆50，刀架横杆50在带动下轴套21。其它结构同实施例一。
实施例三实施例一和实施例二中所述的齿轮轴7、齿轮8、齿轮12和小齿轮13可以由一个固定的齿轮8替代，齿轮8与中轴23螺纹连接，其它结构同实施例一。
实施例四实施例一中所述的上固定盘19和下固定盘33之间通过立柱6将其连成一体，其中的立柱6可以由圆形筒状外壳体替代，其它同实施例一。
本发明的传动机构可以与其它扩底设备的机架配合使用，本发明的机架也可以与其它扩底设备的传动机构配合使用。
权利要求
1.一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于它由可以与沉管定位的机架、动力源、与动力源连接的传动机构、由传动机构带动能张开与收拢的切削刀架组成。
2.根据权利要求1所述的沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的传动机构包括一端与动力源相连，另一端与上轴套(14)相连的动力杆，固装于上轴套(14)下部的齿轮(12)与设于齿轮轴(7)上端的小齿轮(9)相啮合，该轴下端的小齿轮(13)与中轴(23)上的齿轮(8)相啮合，中轴(23)的下端依次穿过机架、下固定盘(33)、刀架横杆(50)与垂直切削刀(24)的上端相连，其截面为上圆下方或缺边圆形，下轴套(21)套装于中轴(23)上，下端穿过机架下固定盘(33)与刀架横杆(50)固定连接；所述的齿轮轴(7)、齿轮(8)、齿轮(12)和小齿轮(13)可以由一个固定的齿轮(8)替代。
3.根据权利要求1所述的沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的切削刀架包括上边与下轴套(21)固定连接的刀架横杆(50)，其两端与扩底切削刀(25)的一端铰接，支撑连杆(22)的一端与扩底切削刀(25)的中部铰接，另一端铰接在垂直切削刀(24)上部的两边。
4.根据权利要求2所述一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的中轴(23)上段为螺杆，并通过上端两边的凸块伸进上轴套(14)内的相应滑道中，下段截面呈方形或缺边圆形与套装其外的下轴套相配合。
5.根据权利要求2或4所述一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的中轴(23)在刀架横杆(50)下边一定距离的部位上设有限位凸缘(52)。
6.根据权利要求1所述的沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的机架的上下端为上、下固定盘(19、33)，两者之间通过沿周向均布的立柱(6)将彼此连成一体，立柱(6)其间还至少设有两块加强固定板(41、42)。
7.根据权利要求6所述一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的上固定盘(19)内沿周向均布至少设有三个尾部有弹簧的水平定位销(18)。
8.根据权利要求6所述一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的下固定盘(33)内两边对称设有与沉管内的定位槽相匹配的定位销(3)，其销的内端设有弹簧(27)，上有限位销(32)，外端设有上部带斜面的铁脚(2)；下固定盘(33)内在与定位销(3)呈垂直的中心部位径向设有能伸进下轴套(21)周壁上的卡槽的水平销(29)，尾部设有弹簧(30)以螺钉(31)固定，并在水平销(29)上设有拉出水平销(29)的手柄。
9.根据权利要求2所述一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的上轴套(14)的上端套装一个圆台锥体状的金属塞(11)，置于上固定盘(19)的中心部位上，下部设有支撑的弹簧(15)，上轴套(14)的下端设有滚动轴承，其内轴向两侧设有滑道与中轴(23)上端两边的凸块相匹配。
10.根据权利要求1所述一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备，其特征在于所述的传动机构包括一端与动力源相连，另一端与上轴套(14)相连的动力杆，固装于上轴套(14)下部的齿轮(12)与设于齿轮轴(7)上端的小齿轮(9)相啮合，该轴下端的小齿轮(13)与中轴(23)上的齿轮(8)相啮合，中轴(23)的下端依次穿过机架、下固定盘(33)、刀架横杆(50)与垂直切削刀(24)的上端相连，其截面为上圆下方或缺边圆形，刀架横杆(50)套装在中轴(23)上，下轴套(21)与刀架横杆(50)固定连接；所述的齿轮轴(7)、齿轮(8)、齿轮(12)和小齿轮(13)可以由一个固定的齿轮(8)替代。
全文摘要
本发明公开了一种基础施工扩底桩设备，特别是涉及一种沉管预制钢砼扩底桩的扩底设备。它由可以与沉管定位的机架、动力源、与动力源连接的传动机构、由传动机构带动能张开与收拢的切削刀架组成。本发明与现有技术相比，由于采用了上水平定位销、下定位铁脚、中轴上段螺杆下段为方形分别与上下轴套有机配合，中轴下降垂直挖土，上升扩底挖土，反转碎土等一系列技术措施，并经试验证明定位准确度好，确保桩身与扩底桩底座同心度好，明显提高单桩承载能力，扩底桩座形状符合标准要求，操作简便容易控制，降低基础工程成本；同时扩底挖土和粉碎土体同时完成，提高效率和基础工程质量。
文档编号E21B7/00GK1776113SQ200510047840
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月28日 优先权日2005年11月28日
发明者王国奋 申请人:王国奋