一种长螺旋钻机动力头机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种长螺旋钻机动力头机构，包括钻杆(12)、驱动器(5)、主卷扬机(31)、二倍率滑轮架(2)及钢丝绳I(29)、加压卷扬机(32)、卷扬加压滑轮组(28)及钢丝绳II(33)、托架(3)、支架(4)、钻杆随行架(6)以及至少两个导向杆(13)，托架安装在钻机桅杆(1)上；托架、驱动器以及支架形成三角形固定结构，二倍率滑轮架安装在托架和支架的上方，卷扬加压滑轮组固定安装在托架上，与钻杆通过回转支撑连接的钻杆随行架装配在导向杆上。本发明减少了在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的发生，成孔质量较好；实现了二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压；增大了其承载力，减少了动力头损坏的发生。
【专利说明】一种长螺旋钻机动力头机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种长螺旋钻机，具体是一种长螺旋钻机动力头机构，属于长螺旋钻机动力头机构【技术领域】。
【背景技术】
[0002]长螺旋钻机是一种用于土层成孔作业的桩工设备，具体是一种能够实现长螺旋CFA桩及DX挤扩桩的施工，同时边提钻边灌注的钻孔设备，主要用于实现土层钻进，其钻进速度较快。因在钻进过程中，其需同时完成提钻和灌注，故需要较大的加压力及提升力。
[0003]目前，国内外各种长螺旋钻机的结构大致相同，主要由底盘、行走机构、回转机构、钻机桅杆、安装在钻机桅杆顶端的滑轮组和动力头机构组成，在实际使用过程中，存在如下缺陷:
[0004]1、长螺旋钻机的动力头机构普遍采用动力头前端单导向的结构，在钻进过程中，钻杆晃动较大，钻孔经常出现倾斜，成孔质量较差；
[0005]2、为了保证其有较大的加压力和提升力，普遍采用卷扬加压及四倍率或二倍率加压的方式进行加压，加压力较大，满足了需求，同时加大了动力头的受力，但动力头的承载能力有限，当超出其所能承受的承载力时，易发生损坏。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种长螺旋钻机动力头机构，不仅在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时，能够减少在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动，减少打偏孔的情况发生，成孔质量较好；而且能实现二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压，增大提升力及加压力；同时，还能增大承载力，减少动力头损坏的发生。
[0007]为了实现上述目的，本长螺旋钻机动力头机构，包括钻杆和驱动器，钻杆穿过驱动器，并由驱动器驱动旋转钻进，还包括二倍率滑轮架、卷扬加压滑轮组、托架、支架、钻杆随行架以及至少两个竖直安装在驱动器上、用于钻杆导向的导向杆，所述托架安装在钻机桅杆上，并可在钻机桅杆上滑动；所述托架的下端与驱动器的左端固定连接，托架的上端与支架的上端固定连接，支架的下端与驱动器的上端连接，所述托架、驱动器以及支架形成三角形固定结构；所述二倍率滑轮架安装在托架和支架的上方，并分别与托架和支架固定连接；所述二倍率滑轮架上安装有滑轮，主卷扬机上的钢丝绳I依次穿过额头架上的滑轮组与二倍率滑轮架上的滑轮，通过钢丝绳I的收放实现动力头的二倍率提升；所述卷扬加压滑轮组固定安装在托架上，加压卷扬机上的钢丝绳II缠绕固定在卷扬加压滑轮组的上下滑轮上，通过钢丝绳II的收放实现动力头的卷扬加压；所述钻杆通过回转支撑与钻杆随行架连接，所述钻杆随行架装配到导向杆上，并可沿导向杆滑动。
[0008]优选地，所述导向杆有两个。
[0009]优选地，所述支架为箱型结构。
[0010]优选地，所述二倍率滑轮架为箱型结构。
[0011]优选地，所述托架的下端通过销轴I1、圆螺母II与驱动器的左端连接；所述托架的上端通过销轴IV、圆螺母IV与支架的上端连接；所述支架的下端通过销轴II1、圆螺母III与驱动器的上端连接；所述二倍率滑轮架均通过销轴V、圆螺母V与托架和支架固定连接。
[0012]优选地，所述钻杆随行架与回转支撑的内圈之间通过螺栓I和垫圈I连接；所述回转支撑的外圈与钻杆的顶端之间通过螺栓II和螺母I连接。
[0013]优选地，所述滑轮通过销轴1、圆螺母I安装在二倍率滑轮架上。
[0014]优选地，所述卷扬加压滑轮组通过螺钉、垫圈II安装在托架上。
[0015]与现有技术相比，本发明通过在驱动器上安装至少两个用于给钻杆导向的导向杆，并将与钻杆通过回转支撑连接钻杆随行架装配在导向杆上，多个导向杆形成可靠的多导向机构，使得整个钻杆随行架连同钻杆可沿导向杆上下滑动，实现了对钻杆的导向，同时确保了钻杆导向的准确性，在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时，减少了在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的可能性，成孔质量较好；因当主卷扬机及加压卷扬机单绳输出的额定力通过动滑轮缠绕后，提升力及加压力为原有单绳拉力乘动滑轮出绳数量，故增设的二倍率滑轮架、滑轮及卷扬加压滑轮组实现了二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压，增大了提升力及加压力，保证其满足能够完成提钻和灌注的需求；同时，托架、驱动器及支架形成三角形连接结构，有效的增大了其承载力，减少了动力头损坏的发生。此外，卷扬加压动滑轮组安装在托架上，安装紧凑、节约了空间，同时可实现更大的加压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明装配主视图；
[0017]图2为本发明装配俯视图；
[0018]图3为图1的A向视图；
[0019]图4为图2的A-A向剖视图；
[0020]图5为图1的B向剖视图；
[0021]图6为本发明二倍率滑轮架、托架及支架的连接示意图；
[0022]图7为本发明托架和驱动器的连接示意图；
[0023]图8为本发明支架和驱动器的连接示意图；
[0024]图中:1、钻机桅杆，2、二倍率滑轮架，3、托架，4、支架，5、驱动器，6、钻杆随行架，7、回转支撑，8、螺栓1，9、垫圈I，10、螺栓II，11、螺母I，12、钻杆，13、导向杆，14、螺栓III，15、滑轮，16、销轴I，17、圆螺母I，18、销轴II，19、圆螺母II，20、销轴III，21、圆螺母III，22、销轴IV，23、圆螺母IV，24、销轴V，25、圆螺母V，26、螺钉，27、垫圈II，28、卷扬加压滑轮组，29、钢丝绳I，30、鹅头架，31、主卷扬机，32、加压卷扬机，33、钢丝绳II。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0026]如图1至图5所示，本发明一种长螺旋钻机动力头机构，包括钻杆12和驱动器5，钻杆12穿过驱动器5，并由驱动器5驱动旋转钻进，还包括二倍率滑轮架2、卷扬加压滑轮组28、托架3、支架4、钻杆随行架6以及至少两个竖直安装在驱动器5上、用于钻杆12导向的导向杆13，所述托架3安装在钻机桅杆I上，并可沿钻机桅杆I的导轨上下滑动，托架3与导轨之间为柔性滑动，且两者之间的装配间隙控制在2-3_ ;所述托架3的下端与驱动器5的左端固定连接，托架3的上端与支架4的上端固定连接，支架4的下端与驱动器5的上端连接，所述托架3、驱动器5以及支架4形成三角形固定结构；所述二倍率滑轮架2安装在托架3和支架4的上方，并分别与托架3和支架4固定连接；主卷扬机31上放出的钢丝绳129先穿过固定在钻机桅杆I顶端的鹅头架30上的滑轮组，再经二倍率滑轮架2上所安装的滑轮15，将主卷扬机31单绳输出力通过动滑轮实现动力头的二倍率力提升；所述卷扬加压滑轮组28固定安装在托架3上，加压卷扬机32上放出的钢丝绳1133缠绕固定在卷扬加压滑轮组(28)的上下滑轮上，将加压卷扬机32的单绳输出力通过动滑轮实现动力头双倍卷扬加压；所述回转支撑7的外圈与钻杆12的顶端固定连接，内圈与钻杆随行架6的下端连接；所述钻杆随行架6装配在导向杆13上，与导向杆13之间的装配间隙控制在2-3mm，且为尼龙柔性滑动连接，即钻杆随行架6可沿导向杆13滑动。其中，当钻杆12与各个导向杆13间的距离相等，所有导向杆13均匀分布在钻杆12的四周，即钻杆12位于所有导向杆13形成多边形的中心线上时，其定位更准确，能最大程度上减少在土层快速钻进过程中出现钻杆晃动、打偏孔的可能性。
[0027]工作时，驱动器5上安装的至少两个用于钻杆12导向的导向杆13，导向杆13通过螺栓III14固定在驱动器5上，与钻杆12通过回转支撑7连接钻杆随行架6装配在导向杆13上，多个导向杆12形成可靠的多导向机构，使得整个钻杆随行架6连同钻杆12可沿导向杆13上下滑动，实现了对钻杆12的导向，同时确保了对钻杆12导向的准确性，在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时，减少了在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的可能性，成孔质量较好；本发明设有二倍率滑轮架2、滑轮15和卷扬加压滑轮组28，实现了二倍率滑轮提升及动滑轮卷扬加压，当主卷扬机及加压卷扬机单绳输出的额定力通过动滑轮缠绕后，提升力及加压力即为原有单绳拉力乘动滑轮出绳数量，增大了整机提升力及加压力，保证加压力能够完成提钻和灌注的需求；同时，托架3、驱动器5及支架4形成三角形连接结构，有效的增大了其承载力，减少了动力头损坏的发生。此外，卷扬加压动滑轮组28安装在托架3上，安装紧凑、节约了空间，同时实现更大的加压力。
[0028]因导向杆13的数量越多，对钻杆12的定向越准确，随着数量的增加，在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时，在土层快速钻进过程中出现钻杆晃动、打偏孔的可能性也就越小，但随着导向杆13数量的增多，其结构会越复杂，成本会越多，故经全面考虑后，可选用两个导向杆13，此时不仅可对钻杆12进行双导向定向，在进行长螺旋CFA桩及DX挤扩桩施工时，减少在土层快速钻进过程中出现的钻杆晃动、打偏孔的可能性，同时其结构相对简单，成本低。
[0029]优选地，所述支架4可以采用箱型结构，其抗扭抗弯性能好，承载力较大，与托架3、驱动器5形成三角形固定结构，可进一步有效增大整体的承载力。
[0030]优选地，所述二倍率滑轮架2可以采用箱型结构，其抗扭抗弯性能好，承载力较大，保证了安装在其上方的滑轮15在恒定臂长的情况下，具有相当于四倍率大的承载能力，进而减少了整个动力头损坏的情况发生。
[0031]优选地，如图6、图7和图8所示，所述托架3的下端通过销轴1118、圆螺母1119与驱动器5的左端连接；所述托架3的上端通过销轴IV22、圆螺母IV23与支架4的上端连接；所述支架4的下端通过销轴11120、圆螺母III21与驱动器5的上端连接；所述二倍率滑轮架2均通过销轴V24、圆螺母V25与托架3和支架4固定连接。上述托架3、支架4、驱动器5和二倍率滑轮架2之间均通过销轴和圆螺母进行连接，这种连接方式简单，便于操作，更易对其进行组装和拆卸，操作更方便。
[0032] 优选地，所述钻杆随行架6与回转支撑7的内圈之间可通过螺栓18和垫圈19连接；所述回转支撑7的外圈与钻杆12的顶端之间可通过螺栓IIlO和螺母Ill连接；所述滑轮15可通过销轴116、圆螺母117安装在二倍率滑轮架2上；所述卷扬加压滑轮组28可通过螺钉26、垫圈1127安装在托架3上。通过上述方式的连接，可确保各部件之间连接的更稳定可靠，也更易进行组装和拆卸，操作更方便。
【权利要求】
1.一种长螺旋钻机动力头机构，包括钻杆(12)和驱动器(5)，钻杆(12)穿过驱动器(5)，并由驱动器(5)驱动旋转钻进，其特征在于，还包括二倍率滑轮架(2)、卷扬加压滑轮组(28)、托架(3)、支架(4)、钻杆随行架(6)以及至少两个竖直安装在驱动器(5)上、用于钻杆(12)导向的导向杆(13)，所述托架(3)安装在钻机桅杆⑴上，并可在钻机桅杆(I)上滑动；所述托架(3)的下端与驱动器(5)的左端固定连接，托架(3)的上端与支架(4)的上端固定连接，支架(4)的下端与驱动器(5)的上端连接，所述托架(3)、驱动器(5)以及支架(4)形成三角形固定结构；所述二倍率滑轮架(2)安装在托架(3)和支架(4)的上方，并分别与托架(3)和支架(4)固定连接；所述二倍率滑轮架(2)上安装有滑轮(15)，主卷扬机(31)上的钢丝绳I (29)依次穿过固定在钻机桅杆(I)顶端额头架(30)上的滑轮组与二倍率滑轮架(2)上的滑轮(15)，通过钢丝绳I (29)的收放实现动力头的二倍率提升； 所述卷扬加压滑轮组(28)固定安装在托架(3)上，加压卷扬机(32)上的钢丝绳11(33)缠绕固定在卷扬加压滑轮组(28)的上下滑轮上，通过钢丝绳11(33)的收放实现动力头的卷扬加压； 所述钻杆(12)通过回转支撑(7)与钻杆随行架(6)连接，所述钻杆随行架(6)装配到导向杆(13)上，并可沿导向杆(13)滑动。
2.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机动力头机构，其特征在于，所述导向杆(13)有两个。
3.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机动力头机构，其特征在于，所述支架(4)为箱型结构。
4.根据权利要求1所述的一种长螺旋钻机动力头机构，其特征在于，所述二倍率滑轮架(2)为箱型结构。
5.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构，其特征在于，所述托架(3)的下端通过销轴II (18)、圆螺母II (19)与驱动器(5)的左端连接；所述托架(3)的上端通过销轴IV (22)、圆螺母IV (23)与支架(4)的上端连接；所述支架(4)的下端通过销轴III (20)、圆螺母III (21)与驱动器(5)的上端连接；所述二倍率滑轮架(2)均通过销轴V (24)、圆螺母V (25)与托架(3)和支架(4)固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构，其特征在于，所述钻杆随行架(6)与回转支撑(7)的内圈之间通过螺栓1(8)和垫圈1(9)连接；所述回转支撑(7)的外圈与钻杆(12)的顶端之间通过螺栓II (10)和螺母I (11)连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构，其特征在于，所述滑轮(15)通过销轴I (16)、圆螺母1(17)安装在二倍率滑轮架(2)上。
8.根据权利要求1或2所述的一种长螺旋钻机动力头机构，其特征在于，所述卷扬加压滑轮组(28)通过螺钉(26)、垫圈11(27)安装在托架(3)上。
【文档编号】E21B3/02GK104141452SQ201410313541
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】罗菊, 孙余, 张 杰, 瞿斌, 王海静 申请人:徐州徐工基础工程机械有限公司