反向搅拌传动机构及装置、双向搅拌钻头、搅拌桩机及其使用方法与流程

本发明涉及建筑机械技术领域，具体涉及一种反向搅拌传动机构及装置、双向搅拌钻头、搅拌桩机及其使用方法。

背景技术：

水泥搅拌桩是对软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。

水泥搅拌桩机用于水泥搅拌桩施工，其中的搅拌钻头通常为单向旋转搅拌钻头。随着施工设计、施工效率和搅拌均匀度要求的提高，需要搅拌钻头在有正向旋转搅拌的同时还要有反向旋转搅拌，来提高搅拌均匀度和施工效率，提高地基加固施工的质量和品质。

目前双向搅拌钻头应用较广的方式是：钻杆采用两层套管结构，通过双向旋转动力来实现，但这种设计需要两套旋转动力，结构复杂，制造成本高，故障率高。实用新型专利cn203905004u公开了一种双向深层水泥搅拌桩机钻头叶片装置，参见图1，其钻杆分为上下两个钻杆，采用螺纹连接后，再通过销子固定连接，反转不会脱扣，可以实现双向搅拌，但是需要两套旋转动力，使用成本高。

因此在实现正向搅拌的同时，需要提供一种不需要额外旋转动力的反向搅拌传动机构，发明专利cn101463710a公开了一种具有正反转搅拌功能的双向喷浆钻头，包括周转轮系机构，参见图2，但是其太阳轮行星齿轮系结构复杂，安装使用与维护不便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种反向搅拌传动机构及装置、双向搅拌钻头、搅拌桩机及其使用方法，以解决现有反向搅拌传动机构结构复杂、安装与维护不便的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种反向搅拌传动机构，包括传动轴同步伞齿轮、至少两个行星伞齿轮及对应的行星齿轮轴、反转内花键伞齿轮、行星齿轮座和阻尼浆片；所述传动轴同步伞齿轮和反转内花键伞齿轮同轴心的设置于所述行星齿轮座内，所述行星伞齿轮均匀布设于该传动轴同步伞齿轮和反转内花键伞齿轮之间，且与两者相互啮合；所述行星齿轮轴一端固定安装在所述行星齿轮座上，其另一端转动连接相对应的行星伞齿轮；所述阻尼浆片固定安装于所述行星齿轮座外部，用以阻尼行星齿轮座转动。

设计一种反向搅拌装置，包括上述反向搅拌传动机构、反转花键传动套和反转桨片，所述反转花键传动套花键连接于所述反转内花键伞齿轮，所述反转桨片水平方向设置并固定连接于所述反转花键传动套外侧。

设计一种双向搅拌装置，包括传动轴、正向搅拌机构、所述反向搅拌装置，所述正向搅拌机构与所述传动轴固定连接，所述传动轴同步伞齿轮与所述传动轴同步固定连接。

优选的，所述正向搅拌机构包括传动轴同步花键套、正转浆齿片和正转浆片，所述正转浆齿片上设有多个搅拌齿，所述传动轴同步花键套与所述传动轴花键连接，所述正转浆齿片和所述正转浆片固定于所述传动轴同步花键套外侧。

优选的，所述反转花键传动套和所述行星齿轮座与所述传动轴之间均设有轴承和密封圈。

设计一种双向搅拌钻头，包括钻尖，所述钻尖固定连接于所述传动轴下端，还包括上述双向搅拌装置。

进一步的，所述传动轴为空心结构，其下端设有喷浆口。

设计一种搅拌桩机，包括塔架、钻杆、钻杆连接部和动力装置，所述钻杆竖直固定于所述塔架上，还包括上述双向搅拌钻头，所述传动轴的上端通过所述钻杆连接部固定于所述钻杆下方。

设计一种搅拌桩机的使用方法，包括以下步骤：

（1）所述搅拌桩机的动力装置带动所述钻杆转动，然后带动所述传动轴转动；

（2）所述传动轴转动带动所述传动轴同步花键套正向旋转，然后带动所述正向搅拌机构正向旋转；

（3）所述传动轴转动带动所述传动轴同步伞齿轮正向旋转，所述至少两个行星伞齿轮自转，所述反向内花键伞齿轮反向旋转，带动所述反转花键传动套反向旋转，然后带动所述反转浆片反向旋转。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.本发明利用现有单向搅拌桩机钻杆动力结构保持不变，在传动轴上设计一套反向搅拌装置，直接产生反转动力，只需要一个旋转动力即能实现搅拌钻头双向旋转搅拌，比现有需要两套旋转动力的双向搅拌钻头成本低，结构更简单，而且安装与维护简单方便。

2.本发明不仅能双向搅拌，还在正转搅拌装置设有两层正转搅拌叶片，包括正转浆齿片和正转浆片，正转浆片上设有多个搅拌齿，搅拌齿可以有利破坏坚硬地层，提高钻孔效率，搅拌更充分，成桩速度与成桩质量更高。

附图说明

图1为现有技术中双向深层水泥搅拌桩机钻头叶片装置示意图；

图2为现有技术中双向喷浆钻头中周转轮系机构齿轮啮合示意图；

图3为本发明一种反向搅拌传动机构的示意图；

图4为本发明一种反向搅拌传动机构未安装行星齿轮座时的示意图；

图5为本发明一种反向搅拌传动机构未安装行星齿轮座和阻尼浆片时的立体示意图；

图6为本发明一种反向搅拌装置的示意图；

图7为本发明一种双向搅拌装置的示意图；

图8为本发明一种双向搅拌钻头的示意图；

图9为本发明一种搅拌桩机的示意图；

以上图中，2为空心传动轴，31、32、33、34为密封圈，4为传动轴同步伞齿轮，5为行星伞齿轮，6为反转内花键伞齿轮，7为反转花键传动套，8为正转浆齿片，9为传动轴同步花键套，10为行星齿轮座，11为阻尼浆片，12为反转桨片，13为正转浆片，14为喷浆口，15钻尖，16为行星齿轮轴，17为底座，18为塔架，19为钻杆，20为双向搅拌钻头，21为钻杆升降动力装置，22为钻杆旋转动力装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

以下实施例中所涉及的零部件，如无特别说明，则均为常规市售产品。

实施例1：一种反向搅拌传动机构，参见图3-5，包括传动轴同步伞齿轮4、三个行星伞齿轮5及对应的行星齿轮轴16、反转内花键伞齿轮6、行星齿轮座10和阻尼浆片11。

传动轴同步伞齿轮4和反转内花键伞齿轮6同轴心的设置于行星齿轮座10内部，行星伞齿轮5均匀布设于传动轴同步伞齿轮4和反转内花键伞齿轮6之间，且与两者相互啮合。与三个行星伞齿轮5对应的行星齿轮轴16为三个独立分开的轴，每个轴的一端固定安装在行星齿轮座10上，另一端转动连接相对应的行星伞齿轮5。阻尼浆片11竖直方向设置并固定连接于行星齿轮座10的外部。

使用时，传动轴同步伞齿轮4正向旋转，由于竖直方向设置的阻尼浆片11迎面所受到的旋转阻力较大，阻尼浆片11固定连接于行星齿轮座10的外部，所以行星齿轮座10的旋转阻力也较大，而且行星齿轮轴16与行星齿轮座10固定连接，所以行星齿轮轴16的旋转阻力也较大，因而行星伞齿轮5公转方向所受旋转阻力也较大（以保持其在公转方向上的相对静止），所以行星伞齿轮5自转，带动反向内花键伞齿轮6反向旋转。

实施例2：一种反向搅拌传动机构，与实施例1的不同之处在于，行星伞齿轮5的数量为四个，对应的行星齿轮轴16为十字轴。

实施例3：一种反向搅拌装置，参见图6，包括实施例1中的反向搅拌传动机构、反转花键传动套7和反转桨片12。

反转花键传动套7和反转内花键伞齿轮6花键连接，反转桨片12水平方向设置并固定连接于反转花键传动套7外侧。

使用时，反向搅拌传动机构中的反向内花键伞齿轮6反向旋转，带动反转花键传动套7反方向旋转，反转桨片12由于水平设置，旋转阻力较小，反转浆片12反向旋转。

实施例4：一种双向搅拌装置，参见图7，包括传动轴2、正向搅拌机构和实施例3中的反向搅拌装置。

正向搅拌机构与传动轴2固定连接，传动轴同步伞齿轮4与传动轴2花键连接。反转花键传动套7、行星齿轮座10与传动轴2之间均设有轴承和密封圈31、32、33，配合转动及密封。

正向搅拌机构包括传动轴同步花键套9、正转浆齿片8和正转浆片13，正转浆齿片8上设有多个搅拌齿，传动轴同步花键套9与传动轴2花键连接，正转浆齿片8和正转浆片13固定于传动轴同步花键套9外侧。

使用时，传动轴2正向旋转，通过传动轴同步花键套9带动正向搅拌机构上的正转浆齿片8和正转浆片13正向旋转，通过反向搅拌传动机构带动反向搅拌装置上的反转浆片12反向旋转。通过一套旋转动力实现双向搅拌，既能提高搅拌均匀度和施工效率，又能节约成本。

实施例5：一种双向搅拌钻头，参见图8，包括钻尖15和实施例4中的双向搅拌装置。

传动轴2为空心结构，钻尖15固定连接于传动轴2下端，钻尖15与传动轴2的连接处设有密封圈34和喷浆口14。

使用时，一个旋转动力即能实现搅拌钻头双向旋转，比现有需要两套旋转动力的双向搅拌钻头成本低，结构更简单。

实施例6：一种搅拌桩机，参见图9，包括底座17、塔架18、钻杆19、钻杆升降动力装置21、钻杆旋转动力装置22以及实施例5中的双向搅拌钻头20，钻杆19竖直固定于塔架18上，传动轴2的上端通过钻杆连接螺母固定于钻杆19下方。

实施例7：一种实施例6中的搅拌桩机的使用方法，包括以下步骤：

（1）搅拌桩机的钻杆旋转动力装置22带动钻杆19转动，然后带动传动轴2转动；

（2）传动轴2转动带动传动轴同步花键套9正向旋转，然后带动正向搅拌机构上的正转浆齿片8和正转浆片13正向旋转；

（3）传动轴2转动带动传动轴同步伞齿轮4正向旋转，行星伞齿轮5自转，反向内花键伞齿轮6反向旋转，带动反转花键传动套7反向旋转，然后带动反转浆片12反向旋转。

搅拌桩机中的正转浆齿片8和正转浆片13正向旋转，同时反转浆片12反向旋转，搅拌更充分，成桩速度与成桩质量更高。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。