专利名称：锚杆扩孔器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工程施工钻进领域，特别涉及一种锚杆扩孔装置。
背景技术：
扩大头锚杆可以显著的提高锚杆承载力，在相同承载力的情况下有扩大头的锚杆缩短了锚杆长度或者在相同的锚杆长度下得到更大的承载力，节约了材料和工程成本。扩大头锚杆施工用的锚杆扩孔器是锚杆扩孔施工的关键。目前市场上的锚杆扩孔器主要有两种，一种以循环介质为动力，由于其力量较小，使用范围受到限制。另一种是机械式扩孔器，这种扩孔器主要由刀翼和控制刀翼张开和关闭的刀翼控制装置组成。机械式扩孔器在扩孔作业时，利用其刀翼控制装置使得刀翼张开并旋转切割周围土体达到扩孔目的，当扩孔完毕，刀翼控制装置控制刀翼关闭。
中国专利局实用新型公开说明书专利号为97221000.8公开了一种机械式锚杆扩孔器。该扩孔器主要包括刀翼，传扭套和齿条齿轮装置。这种扩孔器利用固定在压杆上的齿条带动固定在刀翼上的齿轮来控制刀翼在孔底随时张开和关闭，该扩孔器扩孔直径为原孔直径的2-3倍。这个扩孔器有以下几个缺点，第一，只能在孔底扩孔，不能在孔底以上的部位扩孔；第二，该扩孔器利用固定在压杆上的齿条带动固定在刀翼上的齿轮控制刀翼张开和关闭，从机械知识可以知道，齿条齿轮机构加工精度和安装精度要求高，所以该扩孔器的制造成本比较高。此外由于压杆运动速度又是由钻杆的给进速度决定的，在实际钻进操作中很难控制，所以容易导致刀翼张开过快，容易使刀翼损伤。此外，除了以上缺点，该扩孔器的刀翼张开时成不稳定的悬臂结构，而且由于刀翼只有一把，所以该扩孔器在扩孔作业时使得扩孔器受力相对于轴线成不对称受力情况，也不利于刀翼的稳定，最后导致该扩孔器的扩孔直径受到很大的限制。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种低成本的，可以任意深度扩孔的，具有对称结构和良好稳定性的刀翼的以及具有可以方便控制刀翼张开速度刀翼控制装置的机械式锚杆扩孔器。采用本实用新型扩孔器，扩大头直径可以达到原孔直径的3-4倍。
为解决上述问题，该扩孔器的刀翼在扩孔器轴线两边对称安装，使得扩孔器受力成对称稳定受力情况。并且刀翼由两把活动连接的刀翼组合而成，当其中的一把刀翼处于扩孔作业时，另一把刀翼对其有支撑作用，使得处于扩孔作业的刀翼在受力上处于简支梁稳定结构，而不是悬臂结构，有效的提高了切削刀具的稳定性。刀翼控制装置由与刀翼相连的螺纹传动装置和时刻卡住孔壁的卡翼组成。由于螺纹传动装置加工制造简单，安装精度和加工精度也比齿条齿轮结构低，可以达到降低扩孔器成本的目的。本实用新型扩孔器扩孔原理为，卡翼时刻都卡住钻孔孔壁，需要扩孔作业时，把扩孔器下到预定深度，然后旋转扩孔器，此时与卡翼相连的中心螺纹轴由于卡翼与孔壁的摩擦作用使得中心螺纹轴与螺纹管有相对转动，螺纹管被迫推动刀翼张开，同时旋转切割周围土体达到扩孔目的，当螺纹管移动到一定位置受到到阻挡，此时刀翼张开程度达到最大。由螺纹传动的性质，可以方便地通过控制钻杆转速来控制刀翼的张开速度，转速越慢刀翼张开速度越慢，所以有利于刀翼的稳定。当扩孔完毕，反转扩孔器，此时螺纹管的运动与扩孔作业相反，将刀翼收回。这时候可以把扩孔器提出孔外或者继续扩孔。
当然，除了用卡翼卡住孔壁提供摩擦力使得中心螺纹轴和螺纹管相对转动外，还可以利用孔底钻头提供的摩擦力使得中心螺纹轴和螺纹管相对转动，从而控制刀翼的张开和关闭。但采用孔底钻头提供摩擦力后，除了任意深度扩孔的优点没有外，仍然比专利号为97221000.8公布的扩孔器有很大进步。
综上所述，本实用使用新型的优点是1.由于使用对称结构的稳定性好的组合刀翼使得扩孔直径可以达到原孔直径的3-4倍。
2.采用螺纹传动装置和卡翼组成扩孔器的刀翼控制装置，使得扩孔器可以任意深度扩孔或者采用螺纹传动装置和孔底钻头组成扩孔器的刀翼控制装置，这时可以在孔底任意深度扩孔。这两种扩孔器切削刀具的张开速度都可以方便地通过控制转速来控制。
3.扩孔器结构简单，加工精度和安装精度要求低，制造成本低。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细说明。
图1是本实用新型扩孔器第一种实施方式的剖视图。
图是本实用新型扩孔器第二种实施方式的剖视图。
具体实施方式
参见
图1，本实用新型锚杆扩孔器的自上而下的结构如下锥接头1和上壳体8通过螺纹连接，并用键销死，使得它们不能相对转动。刀翼7和锥接头1通过铰链2连接，刀翼7自由端通过上壳体8上的槽4伸出。刀翼6一端通过铰链5在刀翼7的中部靠近自由端与刀翼7连接，另一端通过铰链5与螺纹管9相连接。螺纹管9和中心螺纹轴10通过传动螺纹14连接，传动螺纹14的旋合长度大于螺纹管9应有的行程。中心螺纹轴10下端与下壳体16固定，两者不能相对转动。卡翼12通过铰链11与中心螺纹轴10相连接，卡翼之间用铰链连接，卡翼可以通过下壳体16上的槽15露出壳体16外部达到一定高度。卡翼下面的弹簧13时刻处于压缩状态，作用是使得卡翼12时刻露出槽15外部，为卡翼12卡住孔壁提供动力。螺纹管9和与之配套的中心螺纹轴10加上卡翼12组成本实用新型扩孔器的刀翼控制装置。
需要扩孔时，把锥接头与钻杆连接，然后下到需要扩孔的预定深度，旋转扩孔器，此时卡翼12由于弹簧的作用卡住孔壁产生摩擦力的作用，使得与卡翼12相连接的中心螺纹轴10与螺纹管9发生相对转动，螺纹管9被迫相对中心螺纹轴向上运动，推动与之相连的刀翼6向上运动，而与刀翼6相连接的刀翼7就被迫向外转动一个角度露出扩孔器上壳体8外部，同时随上壳体8旋转切割周围土体达到扩孔目的，当螺纹管9走完预定行程，碰到槽4上口3时，受到阻挡，停止前进，此时刀翼张开最大。扩孔完毕，反转扩孔器，此时螺纹管9运动方向与扩孔时相反，把刀翼6和刀翼7拉回上壳体8内。在扩孔过程中，可以方便的通过控制转速来控制刀翼的张开速度，防止刀翼张开过快而损伤。当然除了弹簧能使卡翼卡住孔壁外，张簧也能使卡翼卡住孔壁。
作为本实用新型的另一种实现形式参见图2，锥接头1和上壳体8通过螺纹连接，并用键销死，使得它们不能相对转动。刀翼7和锥接头1通过铰链2连接，刀翼7自由端通过上壳体8上的槽4伸出。刀翼6一端通过铰链5在刀翼7的中部靠近自由端与刀翼7连接，另一端通过铰链5与螺纹管9相连接。螺纹管9和中心螺纹轴10通过传动螺纹14连接，传动螺纹14的旋合长度大于螺纹管9应有的行程。中心螺纹轴10下端与下壳体16固定，两者不能相对转动。而孔底钻头17也固定在下壳体16上，两者也不能相对转动。螺纹管9和与之配套的中心螺纹轴10加上孔底钻头17组成刀翼控制装置。
当需要扩孔时，把锥接头与钻杆连接，扩孔器下到需要扩孔的孔底，旋转扩孔器，此时孔底钻头与孔底产生摩擦力的作用，使得中心螺纹轴10与螺纹管9发生相对转动，螺纹管9被迫相对中心螺纹轴向上运动，推动与之相连的刀翼6向上运动，而与刀翼6相连接的刀翼7就被迫向外转动一个角度露出扩孔器壳体8外部，同时随上壳体8旋转切割周围土体达到扩孔目的，当螺纹管9走完预定行程，碰到槽4上口3时，受到阻挡，停止前进，此时刀翼张开最大。扩孔完毕，反转扩孔器，此时螺纹管9运动方向与扩孔时相反，把刀翼6和刀翼7拉回上壳体8内腔，此时可以给进钻压继续钻进或者把扩孔器提出孔外。这个扩孔器，把钻进和扩孔集为一身，比实施方式一用的扩孔器只少了一个可以任意深度扩孔的优点。在扩孔过程中，可以方便的通过控制转速来控制刀翼的张开速度，防止刀翼张开过快而损伤。
本实用新型不局限于上述实施方式，不论其形状和结构作任何变化，凡是利用螺纹传动和卡住孔壁的卡翼组成刀翼控制装置的锚杆扩孔器，或者凡是利用螺纹传动和孔底钻头组成刀翼控制装置的锚杆扩孔器都应该在本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种锚杆扩孔器，由与钻杆连接的连接头，刀翼和控制刀翼张开和关闭的刀翼控制装置组成。其特征在于刀翼(6)与刀翼(7)通过活动连接，在扩孔器轴线两边成对称结构，与刀翼(6)连接的螺纹管(9)以及与之配套的中心螺纹轴(10)外加时刻卡住孔壁的卡翼(12)组成刀翼控制装置。
2.一种锚杆扩孔器，由与钻杆连接的连接头，刀翼和和控制刀翼张开和关闭的刀翼控制装置组成。其特征在于刀翼(6)与刀翼(7)通过活动连接，在扩孔器轴线两边成对称结构，与刀翼连接的螺纹管(9)以及与之配套的中心螺纹轴(10)外加孔底钻头(17)组成刀翼控制装置。
专利摘要本实用新型公开了一种锚杆扩孔器，由与钻杆连接的锥接头，刀翼和刀翼控制装置组成。其特征在于两把刀翼通过活动连接组成组合刀翼，在扩孔器轴线两边成对称结构。利用螺纹传动装置与卡翼或者螺纹传动装置与孔底钻头组成刀翼控制装置，可以控制刀翼在任意深度或者孔底任意深度张开并旋转切割周围土体达到扩孔的目的。本实用新型扩孔器扩孔直径为原孔直径的3－4倍，制造成本和使用成本低，使用操作方便，只需控制转速就可以控制刀翼的张开速度，扩孔器使用寿命长。
文档编号E21B10/26GK2835562SQ20052010637
公开日2006年11月8日 申请日期2005年8月29日 优先权日2005年8月29日
发明者王贵和, 曾祥福, 孙爱平 申请人:王贵和, 曾祥福, 孙爱平