可变径扩底钻头及钻孔机械的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可变径扩底钻头及钻孔机械，该可变径扩底钻头包括筒状钻头体、设置在钻头体下端的钻齿，钻头体上设置有至少一个可摆动的扩大翼，钻头体内设置有可沿其内壁上下移动的活塞，将钻头体的内部分隔为上腔和下腔；活塞与扩大翼连接，驱动扩大翼张开和收回；钻头体上端开设有进油口，进油口与上腔连通；下腔内设置有使活塞向上移动复位的复位装置，复位装置与活塞的下端和钻头体的下端连接。该可变径扩底钻将钻头体作为油缸缸筒，并在其内部设置活塞，驱动扩大翼张开，实现扩孔钻进，该结构无需布置一个独立的扩大翼驱动油缸，且钻头体只采用一个油口，改进了管路的布置，结构更简单，便于生产加工，降低了成本。
【专利说明】可变径扩底钻头及钻孔机械【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种可变径扩底钻头以及设置有该可变径扩底钻头的钻孔机械。
【背景技术】
[0002]目前，大多数基建工程中，桩基础的施工是非常重要的一个环节。灌注桩和预制桩在工程中是普遍应用的桩基础施工方法。在某些地质条件下，根据设计要求，需要桩具有极高的承载力，为了提升整根桩的承载力，通常在桩头或中部做出一个扩大头，这要求在钻孔时，在预定位置扩大钻孔孔径。
[0003]现有的能够实现扩孔钻进的钻头都在现有的钻筒上增设扩大翼结构，并在筒钻内设置驱动扩大翼张开的驱动油缸，在正常钻孔时，扩大翼收缩在筒钻外壁上，需要扩大孔径钻孔时，通过向驱动油缸供油，驱动扩大翼张开，利用扩大翼进行扩孔钻进。
[0004]这种现有的结构虽然能够实现扩孔，但是其在结构上存在一些问题。现有的钻头是直接将驱动油缸设置在钻头内部，这要求钻头内部空间要充足，因此，这种结构只适用于大直径的钻头；对于直径稍小的钻头，直接在其内部设置驱动油缸，并能够实现驱动扩大翼的作用，这使得驱动油缸的安装比较困难，同时，在有限的内部空间内，驱动油缸的管路也难以布置，并使得钻头内部的结构和生产工艺更加复杂，提高了生产成本。
[0005]因此，亟需提供一种新的钻头，其能够实现扩孔钻进的同时，还能够解决上述问题。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型提出一种可变径扩底钻头和设置有该可变径扩底钻头的钻孔机械，该可变径扩底钻头能够实现扩孔钻进，并且结构简单可靠，不易损坏，便于生产。
[0007]—方面，本实用新型提供了一种可变径扩底钻头，包括筒状钻头体、设置在所述钻头体下端的钻齿，所述钻头体上设置有至少一个可摆动的扩大翼，所述钻头体内设置有可沿其内壁上下移动的活塞，将所述钻头体的内部分隔为上腔和下腔；所述活塞与所述扩大翼连接，驱动所述扩大翼张开和收回；
[0008]所述钻头体上端开设有进油口，所述进油口与所述上腔连通；
[0009]所述下腔内设置有使所述活塞向上移动复位的复位装置，所述复位装置与所述活塞的下端和所述钻头体的下端连接。
[0010]进一步地，所述活塞上设置有沿其轴向延伸的齿条；
[0011]所述钻头体对应所述齿条的位置开设有开口，所述开口外侧设置有与所述齿条配合的齿轮，所述齿轮固定连接至齿轮轴，所述齿轮轴可转动地架设在所述钻头体上；
[0012]所述扩大翼的一端固定连接至所述齿轮轴。
[0013]进一步地,所述钻头体上在对应所述齿轮处设有罩覆所述齿轮的齿轮罩,所述齿轮轴通过所述齿轮罩设置在所述钻头体上，并且所述齿轮轴的一部分和所述扩大翼位于所述齿轮罩的外部。
[0014]进一步地，所述钻头体的上腔内设置有活塞上限位块；和/或，
[0015]所述钻头体下腔底部设置有活塞下限位块。
[0016]进一步地，所述活塞上限位块为设置在所述钻头体内壁上的环形板。
[0017]进一步地，所述活塞下限位块为与所述钻头体同轴设置的圆筒，所述圆筒的底部与所述钻头体底端的内壁连接；
[0018]所述复位装置为弹簧，所述弹簧套设在所述圆筒上，所述弹簧的下端连接至所述圆筒的底部。
[0019]进一步地，所述上腔的顶部设置有上密封板，所述进油口开设在所述上密封板上，所述进油口内穿设有进油管。
[0020]进一步地，所述可变径扩底钻头还包括设置在所述钻头体下端的端头，所述钻齿设置在所述端头的下方；
[0021]以及，贯穿所述钻头体设置在所述钻头体内的注浆管，所述注浆管的下端位于所述端头内。
[0022]进一步地，所述钻头体上设置有两个所述扩大翼，所述扩大翼相对所述钻头体的外周均匀布置。
[0023]另一方面，本实用新型还提供一种钻孔机械，其设置有如上任意一项所述的可变径扩底钻头。
[0024]本实用新型提供的可变径扩底钻将钻头体进行重新设计，对其内壁进行加工，将其作为油缸缸筒，并在其内部设置可移动的活塞，有活塞带动扩大翼摆动开合，实现扩孔钻进；而且只给该钻头体设置一个油口，油口连通上腔，通过油口向上腔供油，使活塞下移，带动扩大翼打开，然后通过下腔的复位装置，使活塞上移复位。与现有的扩径钻头相比，本实用新型的可变径扩孔钻头具有如下优点:
[0025]1、直接将钻头体作为缸筒，并在其内部设置扩大翼的驱动活塞，无需为扩大翼提供单独的驱动油缸，简化结构，降低成本；并且这种结构更适用于小直径的钻头；
[0026]2、在钻头体的上端设置一个油口，只为上腔供油，为活塞提供动力，驱动扩大翼打开；在钻头体下腔设置复位装置，利用复位装置的作用力带动扩大翼收回；由此，简化油液管路，使得管路的布置更容易；
[0027]3、利用齿条和齿轮配合驱动扩大翼，可以实现借助液压油的压力驱动扩大翼收回，使扩大翼能够克服土石或混凝土浆的阻力，更容易收回；齿轮和扩大翼之间采用齿轮轴连接，由此可以设置齿轮罩保护齿轮和外露的活塞，避免与混凝土浆接触，延长其使用寿命O
【专利附图】
【附图说明】
[0028]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0029]图1为本实用新型实施例提供的一种可变径扩底钻头的结构示意图；
[0030]图2为图1所示可变径扩底钻头的剖面图；[0031]图3为图1所示可变径扩底钻头在扩大翼收起时的结构示意图；
[0032]图4为图1所示可变径扩底钻头在扩大翼打开时的结构示意图；
[0033]图5为图1所示可变径扩底钻头在扩大翼向上收起时的结构示意图。
[0034]附图标记说明
[0035]10-钻头体；11-上密封板；12-密封圈；13-进油管；14_端头；20_钻齿；30_扩大翼；31-齿轮；32_齿轮轴；33_键；35_齿轮罩；40_活塞；41_齿条；42_复位装置；43_活塞上限位块；44_活塞下限位块；50_注浆管；60_螺旋叶片；70_连接方头。
【具体实施方式】
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0037]下面结合附图，对本实用新型的实施例作进一步详细说明:
[0038]图1为本实用新型实施例提供的一种可变径扩底钻头的结构示意图；图2为图1所示可变径扩底钻头的剖面图；图3为图1所示可变径扩底钻头在扩大翼收起时的结构示意图；图4为图1所示的可变径扩底钻头在扩大翼打开时的结构示意图，图5为图1所示可变径扩底钻头在扩大翼向上收起时的结构示意图。
[0039]结合图1和图2所示，本实用新型实施例提供的可变径扩底钻头包括筒状钻头体10，设置在该钻头体10下端的钻齿20，钻头体10上还设置有两个可摆动的扩大翼30，两个扩大翼30均匀地设置在钻头体10的外周上。
[0040]钻头体10内设置有可沿其内壁上下移动的活塞40，将钻头体10的内部分隔为上腔和下腔。活塞40与扩大翼30连接，驱动扩大翼30上下摆动，实现张开和收回。
[0041]钻头体10的上端开设有进油口，进油口与上腔连通；钻头体10的下腔内设置有使活塞40向上移动复位的复位装置42，复位装置42与活塞40的下端和钻头体10的下端连接。
[0042]该实施例中的可变径扩底钻将钻头体10进行重新设计，对其内壁进行加工，将其作为油缸缸筒，并在其内部设置可移动的活塞40，有活塞40带动扩大翼30摆动开合；而且只给该钻头体10设置一个油口，油口连通上腔，通过油口向上腔供油，使活塞40下移，带动扩大翼30打开，然后通过下腔的复位装置42，使活塞40上移复位。因此，本实用新型的该可变径扩底钻的将钻头体作为油缸缸筒，并在其内部设置活塞，驱动扩大翼张开，实现扩孔钻进，该结构无需布置一个独立的扩大翼驱动油缸，且钻头体只采用一个油口，改进了管路的布置，该可变径扩底钻的结构更简单，便于生产加工，降低了成本。
[0043]具体地，如图2所示，活塞40上设置有沿其轴向延伸的齿条41，钻头体10上对应齿条41的位置开设有开口，开口外侧设置有与齿条41配合的齿轮31，该齿轮31固定连接至齿轮轴32上。齿轮31优选通过键33与齿轮轴32固定连接，齿轮轴32可转动地架设在钻头体10上，扩大翼30的一端也固定连接至该齿轮轴32，另一端向外伸出，即向远离钻头体10上开口的方向延伸。这样活塞40与齿条41同步移动，齿条41带动齿轮31和齿轮轴32同步转动，进而驱动扩大翼30摆动。
[0044]钻头体10上对应所述齿轮31的位置设有罩覆该齿轮31的齿轮罩35，齿轮轴32通过齿轮罩35的壁板架设在钻头体10上，并且齿轮轴32的一部分和扩大翼30都位于齿轮罩35外部，仅有齿轮31和部分齿轮轴32位于齿轮罩35内，在可变径扩底钻头在钻进过程中，齿轮罩35可以防止土石或混凝土浆与齿轮接触，并且可以防止土石或混凝土浆接触由于钻头体10上开口而暴露于外的活塞40，避免土石或混凝土浆影响齿轮31和活塞40的正常工作和使用寿命。
[0045]钻头体10的顶部设置有上密封板11，活塞40的上部与钻头体10的内壁之间也设置有密封圈12，将钻头体10的上腔密封成一个密闭空间，防止油液泄漏。前述的进油口开设在上密封板11上，为了便于向上腔供油，进油口内穿设有进油管13，进油管13连通上腔和钻头体10外部,与液压油路连接。然而,该实施例中以进油口和进油管命名，本领域技术人员应当理解，在活塞向上复位移动时，上腔内的油液会通过该进油管(或进油口)泄油。
[0046]钻头体10的上腔内设置有活塞上限位块43，用于限制活塞30向上移动的极限位置，作为优选，如图2所示，该活塞上限位块43可以配置为设置在钻头体10内壁上的环形板，油液可以通过环形板中间的孔，作用于活塞40。
[0047]钻头体10的下腔内设置有活塞下限位块44，用于限制活塞向下移动的极限位置；如图2所示，活塞下限位块44优选为与钻头体10同轴设置的圆筒，圆筒的底部直径比筒身的直径更大，与钻头体10底端的内壁连接。下腔内的复位装置42优选为弹簧，该弹簧套设在活塞限位块44的筒身上，下端连接至活塞下限位块44的底部，上端连接活塞40的下端。
[0048]利用钻头钻孔时，根据施工要求，需要向孔内注入混凝土浆或泥浆等，因此，该可变径扩底钻头还包括贯穿钻头体10设置在钻头体10内的注浆管50，注浆管50从上至下依次穿过上密封板11、活塞上限位块43、活塞40、复位弹簧、活塞下限位块44，直至注浆管50的下端位于设置在钻头体10下端的端头14内。可变径扩底钻头的钻齿20设置在端头14的下方。
[0049]根据钻孔需要，钻头体10的外周还可以设置有螺旋叶片60，便于钻头的钻孔工作。钻头体10上端设置有连接方头70，用于将该钻头与钻杆等结构连接。此外，虽然本实施例中的扩大翼30有两个，但是在其他实施例中，扩大翼30可以配置为一个，三个或更多个，配置为多个时，扩大翼30可以均匀设置在钻头体的外周上。该实施例中，下腔内设置的复位装置42配置为弹簧，其他实施例中也可以采用其他形式的复位装置，只要该复位装置在活塞下移后，能够将活塞向上移动复位即可。
[0050]参照图3、图4和图5，该可变径扩底钻头的扩大翼展开过程如下:
[0051]如图3所示，活塞40位于其上极限位置时，扩大翼30竖直向下，紧靠钻头体10，处于收回位置。需要扩大翼打开时，如图4所示，通过进油管13向上腔内供油，活塞40受液压油的压力，向下移动，齿条41随活塞40向下移动，并带动齿轮31旋转，齿轮31通过齿轮轴32带动扩大翼30向上摆动翻转；通过控制活塞40向下移动的距离，可以调整扩大翼30的打开角度，使可变径扩底钻头具有不同的外径，钻取不同的直径的扩大头，待扩大翼30翻转至预期的打开位置，停止供油，活塞40和扩大翼30停止运动。待钻孔完毕或向上提钻时，需要将扩大翼30收回，此时，继续通过进油管13向上腔内供油，使活塞40继续下移，齿条41继续带动齿轮31转动，进而扩大翼30继续向上摆动，至活塞40与活塞下限位块44接触，达到下极限位置，扩大翼30向上摆动至竖直位置，与钻头体10贴合收回。然后，待钻头整体提到地面后，在通过进油管13泄油，利用复位装置42的作用力将活塞40向上移动复位，进而带动扩大翼向下翻转至初始的收回位置。本实用新型的可变径扩底钻头的扩大翼可以通过液压油供油实现扩大翼收回，使得收回的作用力更大，容易克服泥土或混凝土浆的阻力。
[0052]与现有的扩径钻头相比，本实用新型的可变径扩底钻头具有如下优点:
[0053]1、直接将钻头体作为缸筒，并在其内部设置扩大翼的驱动活塞，无需为扩大翼提供单独的驱动油缸，简化结构，降低成本；并且这种结构更适用于小直径的钻头；
[0054]2、在钻头体的上端设置一个油口，只为上腔供油，为活塞提供动力，驱动扩大翼打开；在钻头体下腔设置复位装置，利用复位装置的作用力带动扩大翼收回；由此，简化油液管路，使得管路的布置更容易；
[0055]3、利用齿条和齿轮配合驱动扩大翼，可以实现借助液压油的压力驱动扩大翼收回，使扩大翼能够克服土石或混凝土浆的阻力，更容易收回；齿轮和扩大翼之间采用齿轮轴连接，由此可以设置齿轮罩保护齿轮和外露的活塞，避免与混凝土浆接触，延长其使用寿命O
[0056]本实用新型的实施例还提供一种钻孔机械，其设置有上述的可变径扩底钻头。该钻孔机械使用该可变径扩底钻头钻孔，因此具有如上所述的有点，不再赘述。
[0057]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可变径扩底钻头，包括筒状钻头体(10)、设置在所述钻头体(10)下端的钻齿(20),所述钻头体(10)上设置有至少一个可摆动的扩大翼(30)，其特征在于， 所述钻头体(10)内设置有可沿其内壁上下移动的活塞(40)，将所述钻头体(10)的内部分隔为上腔和下腔；所述活塞(40)与所述扩大翼(30)连接，驱动所述扩大翼(30)张开和收回； 所述钻头体(10)上端开设有进油口，所述进油口与所述上腔连通； 所述下腔内设置有使所述活塞(40)向上移动复位的复位装置(42)，所述复位装置(42)与所述活塞(40)的下端和所述钻头体(10)的下端连接。
2.根据权利要求1所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述活塞(40)上设置有沿其轴向延伸的齿条； 所述钻头体(10)对应所述齿条的位置开设有开口，所述开口外侧设置有与所述齿条配合的齿轮(31)，所述齿轮(31)固定连接至齿轮轴(32 )，所述齿轮轴(32 )可转动地架设在所述钻头体(10)上； 所述扩大翼(30)的一端固定连接至所述齿轮轴(32)。
3.根据权利要求2所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述钻头体(10)上在对应所述齿轮(31)处设有罩覆所述齿轮(31)的齿轮罩(35)，所述齿轮轴(32)通过所述齿轮罩(35)设置在所述钻头体(10)上，并且所述齿轮轴(32)的一部分和所述扩大翼(30)位于所述齿轮罩(35)的外部。
4.根据权利要求3所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述钻头体(10)的上腔内设置有活塞上限位块(43);和/或， 所述钻头体(10 )下腔底部设置有活塞下限位块(44 )。
5.根据权利要求4所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述活塞上限位块(43)为设置在所述钻头体(10)内壁上的环形板。
6.根据权利要求5所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述活塞下限位块(44)为与所述钻头体(10)同轴设置的圆筒，所述圆筒的底部与所述钻头体(10)底端的内壁连接； 所述复位装置(42)为弹簧，所述弹簧套设在所述圆筒上，所述弹簧的下端连接至所述圆筒的底部。
7.根据权利要求6所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述上腔的顶部设置有上密封板(I I)，所述进油口开设在所述上密封板(11)上，所述进油口内穿设有进油管(13)。
8.根据权利要求7所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述可变径扩底钻头还包括设置在所述钻头体(10)下端的端头(14)，所述钻齿(20)设置在所述端头(14)的下方； 以及，贯穿所述钻头体(10)设置在所述钻头体(10)内的注浆管(50)，所述注浆管(50)的下端位于所述端头(14)内。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的可变径扩底钻头，其特征在于，所述钻头体(10)上设置有两个所述扩大翼(30)，所述扩大翼(30)相对所述钻头体(10)的外周均匀布置。
10.一种钻孔机械，其特征在于，设置有如权利要求1-9中任意一项所述的可变径扩底钻头。
【文档编号】E21B10/32GK203701977SQ201320876813
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】陈白禹, 龙飚, 安贵平 申请人:北京市三一重机有限公司