用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头，包括若干球齿滚刀及滚刀刀座组合件和刀盘体，还包括两单支点球齿滚刀，在刀盘体上设有两个吸渣口，在该刀盘体的底部倾斜的布置有若干垫板，各单支点球齿滚刀和球齿滚刀及滚刀刀座组合件焊接在相应的垫板下，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件的滚动截面与刀盘体的轴线相交形成一圆锥形的滚动截面，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角沿刀盘体的轴心向其四周依次减小，所述单支点球齿滚刀和球齿滚刀及滚刀刀座组合件上滚刀刀轴的轴线和刀体母线的交点相交于刀盘体的中轴线上形成纯滚动式破岩。本实用新型能有效提高钻头的破岩能力和排渣的效率，适用于在各类岩层钻孔。
【专利说明】用于桥梁基础大直径粧钻孔的球齿钻头
【技术领域】
[0001]本实用新型属于桥梁设备领域，尤其涉及一种用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头。
【背景技术】
[0002]在大直径桥梁基础施工中，球齿滚动钻头主要由若干个同一形式的球齿滚刀及滚刀刀座组合件及一刀盘体组成，在刀盘体上设有一个吸渣口，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件依次平行的安装在刀盘体底部的面板上，球齿滚刀来回滚动形成平底式滚动截面。这种结构主要存在以下不足:一、由于球齿滚刀及滚刀刀座组合件的形式相同且平行布置，在保证其下底面共面的情况下，钻头上各滚刀刀轴的轴线和刀体母线的交点不在刀盘体的中轴线上，致使滚刀母线的锥角出现超顶或缩顶现象，在破岩过程中受力更加复杂，不能很好的滚动破岩；二、单吸渣口的吸取力度有限，施工中经滚刀破碎下来的岩渣不能及时通过这一个吸渣口排出，造成岩渣重复破碎，影响了钻头的钻进效率；三、平行底面只能使被破岩面受到刀齿的正向下压力，致使被破岩面的受力方向单一，无法快速破碎，导致整个基础工程的施工进度慢，基础施工周期长。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种出渣效率高、破碎能力强、纯滚动式的用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头。
[0004]本实用新型提供的这种用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头，包括若干球齿滚刀及滚刀刀座组合件和刀盘体，该钻头还包括对称安装在所述刀盘体下方中心的两单支点球齿滚刀，在所述刀盘体上设有两个吸渣口，在该刀盘体的底部倾斜的布置有若干垫板，各所述单支点球齿滚刀和球齿滚刀及滚刀刀座组合件焊接在相应的垫板下，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件的滚动截面与刀盘体的轴线相交形成一圆锥形的滚动截面，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角沿刀盘体的轴心向其四周依次减小，所述单支点球齿滚刀和球齿滚刀及滚刀刀座组合件上滚刀刀轴的轴线和刀体母线的交点相交于刀盘体的中轴线上形成纯滚动式破岩。
[0005]为减少岩层对刀盘体周边的磨损，在所述刀盘体周边围板上焊接有耐磨条。
[0006]为使本实用新型能更好的实现纯滚动，位于所述刀盘体底部内侧的球齿滚刀及滚刀刀座组合件上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角不大于14°，位于所述刀盘体底部外侧的球齿滚刀及滚刀刀座组合件上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角不小于4°。
[0007]与现有技术相比，本实用新型具有几下优点:
[0008]1、通过各球齿滚刀及滚刀刀座组合件上不同角度刀体母线，保证之与各相应的滚刀刀轴的轴线的交点都相交于刀盘体的中轴线上，使滚刀以纯滚动的方式破岩，改善了滚刀破岩时的受力状况，钻机扭矩降低了 30%-50%，延长了滚刀的使用寿命，提高了钻头的破岩效率，提高了钻机的整体性能。
[0009]2、通过在刀盘体的中心采用两个吸渣口，在加大吸渣口的综合吸取力度时，还保证了各吸渣口吸取的范围更大，施工中经滚刀破碎下来的岩渣可及时通过这两个吸渣口均匀的排出，减少岩渣重复破碎，保证了钻头的钻进效率。
[0010]3、通过将球齿滚刀及滚刀刀座组合件焊接在刀盘体底部倾斜布置的垫板上形成一圆锥形的滚动截面，使被破岩面在受到钻头底部滚刀刀齿的正向压力时，还会受到钻头侧面滚刀刀齿的侧向剪切力，让被破岩面受到多方向的破碎力，使钻头的破碎能力得到提高，进而提高整个基础工程的施工进度，大大缩短基础施工周期。
[0011]本实用新型能有效提高钻头的破岩能力和排渣的效率，适用于在各类岩层钻孔。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图2为图1的简化结构示意图。
[0014]图3为本实用新型球齿滚刀和现有球齿滚刀的对比示意图。
【具体实施方式】
[0015]从图1和图2可以看出，本实用新型这种用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头，包括两单支点球齿滚刀1、若干球齿滚刀及滚刀刀座组合件2和刀盘体3，在刀盘体3上设有两个吸渣口 31，在该刀盘体3的底部倾斜的布置有若干垫板32，各单支点球齿滚刀I和球齿滚刀及滚刀刀座组合件2焊接在相应的垫板32下，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件2的滚动截面与刀盘体3的轴线相交形成一圆锥形的滚动截面，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件2上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角沿刀盘体3的轴心向其四周依次减小，单支点球齿滚刀I和球齿滚刀及滚刀刀座组合件2上滚刀刀轴的轴线和刀体母线的交点相交于刀盘体3的中轴线上形成纯滚动式破岩。
[0016]从图1还可以看出，在本实用新型刀盘体3周边围板上焊接有耐磨条33。
[0017]在使本实用新型中，位于刀盘体3底部内侧的球齿滚刀及滚刀刀座组合件2上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角不大于14°，位于刀盘体3底部外侧的球齿滚刀及滚刀刀座组合件2上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角不小于4°。
[0018]本实用新型的运动过程如下:
[0019]1、位于刀盘体3底部中心的两单支点球齿滚刀I的球齿滚刀与被破岩面的上表面接触，对其施加一正向下压力，使其逐步向下破碎；随着钻头的滚动，破碎后的岩渣从各吸渣口 31排出。
[0020]2、随着钻头的钻进，位于圆锥滚动截面侧面的各球齿滚刀及滚刀刀座组合件2的球齿滚刀与被破岩面的内侧表面接触，对其施加一侧向剪切力，使其两侧逐步破碎；随着钻头的滚动，破碎后的岩渣从各吸渣口 31排出。
[0021]本实用新型的加工流程如下:
[0022]1、焊件:排料一下料一焊接一粗加工一精加工一检验
[0023]2、锻件:排料一预热一锻造成型一粗加工一热处理一精加工一检验
[0024]3、铸件:造型一冶炼一铸造成型一粗加工一热处理一精加工一检验
[0025]4、检验合格的焊件、锻件和铸件一装配一最终检验一成品。
【权利要求】
1.一种用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头，包括若干球齿滚刀及滚刀刀座组合件(2)和刀盘体(3)，其特征在于:该钻头还包括对称安装在所述刀盘体(3)下方中心的两单支点球齿滚刀(I )，在所述刀盘体(3)上设有两个吸渣口(31 )，在该刀盘体(3)的底部倾斜的布置有若干垫板(32)，各所述单支点球齿滚刀(I)和球齿滚刀及滚刀刀座组合件(2)焊接在相应的垫板(32)下，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件(2)的滚动截面与刀盘体(3)的轴线相交形成一圆锥形的滚动截面，各球齿滚刀及滚刀刀座组合件(2)上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角沿刀盘体(3)的轴心向其四周依次减小，所述单支点球齿滚刀(I)和球齿滚刀及滚刀刀座组合件(2)上滚刀刀轴的轴线和刀体母线的交点相交于刀盘体(3)的中轴线上形成纯滚动式破岩。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头，其特征在于:在所述刀盘体(3)周边围板上焊接有耐磨条(33)。
3.根据权利要求1所述的用于桥梁基础大直径桩钻孔的球齿钻头，其特征在于:位于所述刀盘体(3)底部内侧的球齿滚刀及滚刀刀座组合件(2)上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角不大于14°，位于所述刀盘体(3)底部外侧的球齿滚刀及滚刀刀座组合件(2)上滚刀刀轴的轴线和刀体母线间的夹角不小于4°。
【文档编号】E21B10/43GK204002569SQ201420292216
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】梁振西, 金文革, 张念来, 曹奇亚 申请人:梁振西