水泥土搅拌桩机的管线收放机构的制作方法

本实用新型涉及一种用于桩基施工的水泥土搅拌桩机，尤其涉及一种用于水泥土搅拌桩机的管线引导机构。

背景技术：

水泥搅拌桩基是一种有效的软基处理形式，尤其在对软弱土层进行加固和基坑支护时，常常采用水泥浆与土体搅拌的方法，形成水泥土搅拌桩体，从而使软弱地基的强度和止水性有较大的提高。其通常将水泥作为固化剂的主剂，利用水泥土搅拌桩机将水泥喷人土体并就地将软土和固化剂强制拌合，使水泥与土发生一系列物理、化学反应，使其凝结成为具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成具有一定承载力的优质复合地基，然后再用打桩机将桩打入处理过的软基地层。

如申请号为CN201210014492.0(公告号为CN102535450A)的中国发明专利《一种五轴水泥土搅拌桩装置及施工方法》，及专利号为200910069171.9(公告号为CN102535450A) 的中国发明专利《一种双向水泥土搅拌桩机》，均披露一种具体的水泥土搅拌桩机结构。

传统水泥土搅拌桩机其动力控制部分设于地面上部，动力传递的行程较长，易出现钻杆无法钻动，钻孔难度大，稳定性差的问题，这类传统桩机所涉及的多种油管及电线也均位于地面上，本申请人申请有一种更为先进的土体充分搅拌型链式钻头，包括位于可伸缩的钻杆下部设置动力系统可进入土、水中且能沿着周向转动首尾连接的切割载体，切割载体的表面具有凸起结构。切割载体包括环形链条，所述的切割载体包括环形链条，所述的凸起结构包括固定在环形链条上的切割齿且切割齿突出于环形链条的表面。

因动力系统设于切割载体内并随其进入土中，故要保证油管、泥浆管或者砂浆管及导线都要进入切割载体中并随之下行，需要设置管线收放结构。管线组件的收放结构可参考线缆的收放结构，即将管线组件绕设在盘线卷筒上，通过驱动结构驱动盘线卷筒旋转，当盘线卷筒收放管线组件的同时，盘线卷筒上管线组件形成的直径会随之变化，如果盘线卷筒以同样的速度收放管线组件，单位时间内释放或收取管线组件的长度会发生变化，即会在大直径阶段释放或收取管线组件的长度大于小直径阶段释放或收取管线组件的长度，故易在收放过程中发生松散或因张力太大而拉断管线组件。

如何确保油管、泥浆管或者砂浆管及电线随切割载体(水泥土搅拌桩机的钻孔部件) 下行且不松脱，并在收放过程中，让管线组件始终保持合适的张紧力，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种确保管线组件能随钻孔部件同步下行、且在上行和下行过程中始终保持合适张紧力的水泥土搅拌桩机的管线收放机构，有效防止在管线收放过程中，管线组件被拉断或松散。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水泥土搅拌桩机的管线收放机构，包括盘绕有管线组件的盘线卷筒，设于挺杆上的可伸缩的钻孔部件，所述盘线卷筒的内孔穿设固定有传动轴，传动轴通过轴承支撑在支架上，传动轴由驱动结构驱动而能绕自身轴线旋转；其特征在于：所述驱动结构包括输入轴、离合部件和摩擦片式离合组件，输入轴支撑在支架上能绕自身轴线旋转，输入轴的内端与所述传动轴连接以与传动轴同步旋转，所述离合部件套设并通过轴承支撑在输入轴外，离合部件由电机传动结构带动旋转，离合部件的内孔与输入轴外周之间通过摩擦片式离合组件连接在一起；在盘线卷筒受到的扭力小于摩擦片式离合组件结合在一起的摩擦力的状态下，离合部件的旋转能同步带动输入轴旋转；在盘线卷筒受到的扭力大于摩擦片式离合组件结合在一起的摩擦力的状态下，离合部件打滑，所述输入轴相对离合部件旋转。

作为摩擦片式离合组件的优选结构，上述摩擦片式离合组件包括多片套设在输入轴上的第一摩擦片和第二摩擦片，各第一摩擦片和第二摩擦片依次交替设置而组成摩擦片组件，摩擦片组件的后端被轴向限位而不能后移，第一摩擦片的外周具有外齿圈，第二摩擦片的内孔壁具有内齿圈，所述离合部件内孔壁上设有与所述第一摩擦片上的外齿圈啮合的内离合齿圈，所述输入轴的外周壁上设有与所述第二摩擦片上的内齿圈啮合的外离合齿圈；所述输入轴的外周壁上套设有能轴向滑移并位于离合部件内的第一压板，第一压板的外周设有与所述内离合齿圈啮合的外环齿，所述离合部件内设有使第一压板保持压紧摩擦片组件的前端趋势的弹簧。

第一摩擦片能随离合部件一起旋转，第二摩擦片能随输入轴一起旋转，且各第一摩擦片和第二摩擦片依次交替设置，并由弹簧顶持而使第一摩擦片和第二摩擦片保持彼此压紧趋势，当离合部件由电机带动旋转时，带动第一摩擦片旋转，若此时盘线卷筒受到的扭力小于第一摩擦片和第二摩擦片结合在一起的摩擦力的状态下，离合部件的旋转能同步带动输入轴旋转，最终带动盘线卷筒转动以收放管线组件；当盘线卷筒受到的扭力大于第一摩擦片和第二摩擦片结合在一起的摩擦力的状态下(单位时间内，钻孔部件上移所释放的管线组件长度小于盘线卷筒旋转时收取管线组件的长度)，第一摩擦片和第二摩擦片会彼此打滑，输入轴相对离合部件旋转，打滑过程盘线卷筒不能继续收取管线组件，直至单位时间内，钻孔部件上移所释放的管线组件长度与盘线卷筒旋转时收取管线组件的长度相匹配为止。

进一步改进，为实现对紧摩擦片组件的离合力进行调节，上述输入轴的外周壁上还套设有能轴向滑移并位于离合部件内的第二压板，第二压板的外周设有与所述内离合齿圈啮合的外环齿，第二压板与第一压板前后间隔设置，所述弹簧支撑在第一压板和第二压板之间，所述离合部件的前侧壁上螺纹连接有多根调整螺栓，调整螺栓的内端伸入离合部件内并顶持在第一压板上。若第二压板朝靠近第一压板方向移动，弹簧被进一步压紧，第一摩擦片和第二摩擦片之间的摩擦力增大，打滑所需的扭力加大，若第二压板朝远离第一压板方向移动，弹簧被放松，第一摩擦片和第二摩擦片之间的摩擦力减少，打滑所需的扭力减弱。

作为优选，上述输入轴的外周壁上还套设有能轴向滑移并位于离合部件内的第三压板，第三压板的外周设有与所述内离合齿圈啮合的外环齿，第三压板的一端抵靠在离合部件的后侧壁上，所述摩擦片组件的后端则抵靠在所述第三压板上。摩擦片组件不直接抵靠在离合部件的后壁上，而是抵靠在第三压板上，第三压板的厚度可选择，能方便保证摩擦片组件处于合适位置，便于组装。

作为优选，上述离合部件包括外套筒、前压盖和后压盖，所述前压盖和后压盖分别固定在外套筒的前后两端，且前压盖和后压盖通过轴承安装在传动轴上，所述外套筒的内孔构成所述离合部件的内孔，所述前压盖和后压盖分别构成所述离合部件的前侧壁和后侧壁。还离合部件利于组装。

作为选择，上述电机传动结构包括电机、驱动轴和约束在外套筒外周并能随外套筒头部旋转的传动链轮，所述驱动轴通过轴承支撑在支架上，所述电机通过链传动结构与驱动轴驱动连接，所述驱动轴上设有驱动链轮，驱动链轮与传动链轮之间通过传动链连接。链轮带动可将电机设置在原理离合部件的位置，且链传动具有传动平稳的优点。

更进一步改进，上述传动链轮有两个，分别为大传动链轮和小传动链轮，所述大传动链轮和小传动链轮通过键槽结构套设在外套筒外，同时，所述前压盖和后压盖对传动链轮进行轴向限位；所述驱动链轮有两个，分别为小驱动链轮和大驱动链轮，小驱动链轮通过传动链与大传动链轮连接，大驱动链轮通过传动链与小传动链轮连接，小驱动链轮和大驱动链轮活动套设在驱动轴上，所述驱动轴上套设有能随驱动轴旋转并能沿驱动轴轴向滑移的离合套，离合套的轴线滑移能选择与小驱动链轮或大驱动链轮结合。这样可以实现离合部件有两种旋转速度可供调节，众所周知，刚开始收取管线组件时，盘线卷筒旋转一圈收取的管线组件长度较短，这就需要开始阶段，离合部件较快速度同步带动盘线卷筒以较快速度旋转；当收取一段时间后，盘线卷筒上管线组件形成的直径会随之增加，盘线卷筒旋转一圈收取的管线组件长度变长，这就需要离合部件较慢速度同步带动盘线卷筒以较慢速度旋转，能让单位时间内盘线卷筒收放管线的长度与钻孔部件上移所释放的管线组件长度形成较好的匹配。

作为选择，上述离合套的左右两侧设有第一结合端面齿，所述小驱动链轮和大驱动链轮的内端面上设有与所述第一结合端面齿配合的第二结合端面齿。

更进一步改进，上述管线组件包括左右间隔设置的并能由盘线卷筒驱动而移动的两根链条、及固定在两根链条之间的多组用以同时夹持住多根不同管线的夹持部件，各夹持部件沿链条的长度方向间隔设置；两根链条的末端穿过挺杆上的引导孔后铰接钻孔部件中邻近钻头的那节钻杆上，各管线的末端则连接在钻孔部件的钻头的对应接口上；盘线卷筒的前方设有链轮绞车，所述链轮绞车具有左右间隔对设的两个辅助链轮，两根所述链条分别对应啮合在两个辅助链轮上。

在两根链条之间固定有同时牢靠夹持多根不同管线的夹持部件，这样各管线可以随链条一起移动，而各管线及链条的端部与钻孔部件连接，管线和链条可以跟随钻孔部件一起下移，同时拖链盘绕在盘线卷筒，主动力驱动盘线卷筒旋转，完成拖链的收放。具体，钻孔部件边下行，盘线卷筒同时转动释放拖链，钻孔部件边上行，盘线卷筒同时反向转动收纳管线组件，链轮绞车则起到让拖链上的链条处于张紧状态，避免管线和链条松散引起缠绕，实现了各管线能够随链条逐步下行进入土体或者上行从土体中离开，避免各管线上下或者下行过程中被拉断。

为使拖链在传导过程中导向平稳，上述挺杆上设有用以对所述链条行引导的多个引导链轮；所述挺杆上安装有上导轮架和下导轮架，所述上导轮架固定在挺杆中面向盘线卷筒的端面上，且上导轮架位于引导孔的上方，所述下导轮架固定在挺杆中面向钻孔部件的端面上，且下导轮架位于引导孔的下方，所述引导链轮分为两组，一组为安装在上导轮架上的至少一对在链条上方与链条啮合的上引导链轮，另一组为安装在下导轮架上的至少一对在链条下方与链条啮合的下引导链轮。上引导链轮和下引导链轮位于挺杆的前后两侧，并分别位于引导孔的上方和下方，故通过上引导链轮和下引导链轮对链条的导向，不仅使位于链轮绞车和钻孔部件直接的链条保持张紧，同时还对链条走向有很好约束作用，防止位于引导孔内的链条与引导孔的孔壁发生碰撞。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：钻孔部件边下行，盘线卷筒同时转动释放拖链，钻孔部件边上行，盘线卷筒同时反向转动收纳管线组件；当离合部件由电机带动旋转时，带动摩擦片组件旋转，若此时盘线卷筒受到的扭力小于摩擦片式摩擦片组件结合在一起的摩擦力的状态下，离合部件的旋转能同步带动输入轴旋转，最终带动盘线卷筒转动以收放管线组件；当盘线卷筒受到的扭力大于摩擦片式离合组件结合在一起的摩擦力的状态下(单位时间内，钻孔部件上移所释放的管线组件长度小于盘线卷筒旋转时收取管线组件的长度)，摩擦片式离合组件会彼此打滑，输入轴相对离合部件旋转，打滑过程盘线卷筒不能继续收取管线组件，直至单位时间内，钻孔部件上移所释放的管线组件长度与盘线卷筒旋转时收取管线组件的长度相匹配为止。有效防止管线组件被拉断，或者因两则速度不匹配引起的管线组件松散。

附图说明

图1为实用新型实施例的结构示意图；

图2为实用新型实施例管线组件与钻孔部件连接的示意图；

图3为实用新型实施例中管线组件的结构示意图；

图4为实用新型实施例的立体示意图；

图5为实用新型实施例的剖视图；

图6为图5的A处放大图；

图7为实用新型实施例中驱动结构的立体示意图；

图8为实用新型实施例中驱动结构的立体分解图。

附图标记如下：1－盘线卷筒；2－链轮绞车；21－辅助链轮；3－传动轴；4－支架；5－输入轴；51－外离合齿圈；6－离合部件；61－外套筒；611－内离合齿圈；62 －前压盖；63－后压盖；7－离合组件；71－第一摩擦片；711－外齿圈；72－第二摩擦片；721－内齿圈；73－第一压板；731－第一外环齿；74－弹簧；75－第二压板；751－第二外环齿；76－调整螺栓；77－第三压板；771－第三外环齿；81－电机；82－传动链轮；821－大传动链轮；822－小传动链轮；83－驱动链轮；831－小驱动链轮；832－大驱动链轮；833－第二结合端面齿；84－传动链；85－离合套；851－第一结合端面齿； 86－驱动轴；9－管线组件；91－链条；92－管线；93－夹持部；10－挺杆；101－引导孔；11－钻孔部件；12－上导轮架；13－下导轮架；14－上引导链轮；15－下引导链轮。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～8所示，为本实用新型的第一个实施例。

一种水泥土搅拌桩机的管线收放机构，包括盘绕有管线组件9的盘线卷筒1，设于挺杆10上的可伸缩的钻孔部件11，钻孔部件11包括仅可上下伸缩的钻杆组件，及安装在钻杆组件下方的切割载体，钻杆组件不可转动，其不是本实用新型所要保护的要点，故具体结构不再展开，本实用新型主要保护管线组件9如何收放及随钻孔部件11上行或下行。

盘线卷筒1的内孔穿设固定有传动轴3，传动轴3通过轴承支撑在支架4上，传动轴 3由驱动结构驱动而能绕自身轴线旋转。

驱动结构包括输入轴5、离合部件6和摩擦片式离合组件7，输入轴5支撑在支架4 上能绕自身轴线旋转，输入轴5的内端与传动轴3连接以与传动轴3同步旋转，离合部件6套设并通过轴承支撑在输入轴5外，离合部件6由电机传动结构带动旋转，离合部件6的内孔与输入轴5外周之间通过摩擦片式离合组件7连接在一起；离合部件6包括外套筒61、前压盖62和后压盖63，前压盖62和后压盖63分别固定在外套筒61的前后两端，且前压盖62和后压盖63通过轴承安装在传动轴3上，外套筒61的内孔构成离合部件6的内孔，前压盖62和后压盖63分别构成离合部件6的前侧壁和后侧壁。

在盘线卷筒1受到的扭力小于摩擦片式离合组件7结合在一起的摩擦力的状态下，离合部件6的旋转能同步带动输入轴5旋转；在盘线卷筒1受到的扭力大于摩擦片式离合组件7结合在一起的摩擦力的状态下，离合部件6打滑，输入轴5相对离合部件6旋转。

摩擦片式离合组件7包括多片套设在输入轴5上的第一摩擦片71和第二摩擦片72，各第一摩擦片71和第二摩擦片72依次交替设置而组成摩擦片组件，摩擦片组件的后端被轴向限位而不能后移，第一摩擦片71的外周具有外齿圈711，第二摩擦片72的内孔壁具有内齿圈721，离合部件6内孔壁上设有与第一摩擦片71上的外齿圈711啮合的内离合齿圈611，输入轴5的外周壁上设有与第二摩擦片72上的内齿圈721啮合的外离合齿圈51；输入轴5的外周壁上套设有能轴向滑移并位于离合部件6内的第一压板73，第一压板73的外周设有与内离合齿圈611啮合的第一外环齿731，离合部件6内设有使第一压板73保持压紧摩擦片组件的前端趋势的弹簧74。

输入轴5的外周壁上还套设有能轴向滑移并位于离合部件6内的第二压板75和第三压板77，第二压板75的外周设有与内离合齿圈611啮合的第二外环齿751，第二压板75 与第一压板73前后间隔设置，弹簧74有多根，沿圆周间隔设置并支撑在第一压板73和第二压板75之间，离合部件6的前侧壁上螺纹连接有多根调整螺栓76，调整螺栓76的内端伸入离合部件6内并顶持在第一压板73上。第三压板77的外周设有与内离合齿圈 611啮合的第三外环齿771，第三压板77的一端抵靠在离合部件6的后侧壁上，摩擦片组件的后端则抵靠在第三压板77上。

管线组件9包括左右间隔设置的并能由盘线卷筒1驱动而移动的两根链条91、及固定在两根链条91之间的多组用以同时夹持住多根不同管线92的夹持部件93，各夹持部件93沿链条91的长度方向间隔设置；两根链条91的末端穿过挺杆10上的引导孔101 后铰接钻孔部件11中邻近钻头的那节钻杆上，各管线92的末端则连接在钻孔部件11的钻头的对应接口111上；盘线卷筒1的前方设有链轮绞车2，链轮绞车2具有左右间隔对设的两个辅助链轮21，两根链条91分别对应啮合在两个辅助链轮21上。

挺杆10上设有用以对链条91进行引导的多个引导链轮；挺杆10上安装有上导轮架 12和下导轮架13，上导轮架12固定在挺杆10中面向盘线卷筒1的端面上，且上导轮架 12位于引导孔101的上方，下导轮架13固定在挺杆10中面向钻孔部件11的端面上，且下导轮架13位于引导孔101的下方，引导链轮分为两组，一组为安装在上导轮架12上的至少一对在链条91上方与链条91啮合的上引导链轮14，另一组为安装在下导轮架13 上的至少一对在链条91下方与链条91啮合的下引导链轮15。安装在上导轮架12上的多对上引导链轮14沿着上导轮架12外轮廓轨迹呈梯度弧形排布，安装在下导轮架13上的多对下引导链轮12且沿着上导轮架12外轮廓轨迹呈梯度弧形排布。

电机传动结构包括电机81、驱动轴86和约束在外套筒61外周并能随外套筒61头部旋转的传动链轮82，驱动轴86通过轴承支撑在支架上4，电机81通过链传动结构87与驱动轴86驱动连接，驱动轴86上设有驱动链轮83，驱动链轮83与传动链轮82之间通过传动链84连接。

传动链轮82有两个，分别为大传动链轮821和小传动链轮822，大传动链轮821和小传动链轮822通过键槽结构套设在外套筒61外，同时，前压盖62和后压盖63对传动链轮82进行轴向限位；驱动链轮83有两个，分别为小驱动链轮831和大驱动链轮832，小驱动链轮831通过传动链84与大传动链轮821连接，大驱动链轮832通过传动链84 与小传动链轮822连接，小驱动链轮831和大驱动链轮832活动套设在驱动轴86上，驱动轴86上套设有能随驱动轴86旋转并能沿驱动轴86轴向滑移的离合套85，离合套85 的轴线滑移能选择与小驱动链轮83或大驱动链轮832结合。离合套85的左右两侧设有第一结合端面齿851，小驱动链轮831和大驱动链轮832的内端面上设有与第一结合端面齿851配合的第二结合端面齿833。

本收放机构的工作原理及过程如下：

第一摩擦片71能随离合部件旋转，第二摩擦片72能随输入轴5旋转，当离合部件6 由电机81带动旋转时，带动第一摩擦片71旋转，若此时盘线卷筒1受到的扭力小于第一摩擦片71和第二摩擦片72结合在一起的摩擦力(由弹簧74提供)的状态下，离合部件6的旋转能同步带动输入轴5旋转，最终带动盘线卷筒1转动以收放管线组件；当盘线卷筒1受到的扭力大于第一摩擦片71和第二摩擦片72结合在一起的摩擦力的状态下 (单位时间内，钻孔部件11上移所释放的管线组件9长度小于盘线卷筒1旋转时收取管线组件9的长度)，第一摩擦片71和第二摩擦片72会彼此打滑，输入轴5相对离合部件 6旋转，打滑过程盘线卷筒1不能继续收取管线组件9，直至单位时间内，钻孔部件11 上移所释放的管线组件9长度与盘线卷筒1旋转时收取管线组件9的长度相匹配为止。

需要说明的是，在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。