专利名称：组合式掏挖钻机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力工程施工领域的挖掘机械，特别是涉及一种组合式掏挖钻机。
背景技术：
掏挖基础是输电线路工程中常用的基础型式，在环境保护、减少开挖(开方)量、混凝土养护、减少回填作业、方便施工、缩短施工周期、充分利用原状土地质情况等方面有着显著的优势，符合电网建设的节能理念。但是在具体应用环节，基础坑的开挖主要采用人工作业方式，施工效率低、存在安全隐患，土质稍差的情况下应用存在安全风险，影响了掏挖基础的推广使用范围。因此寻求机械化的施工手段十分必要。在此情况下，研究掏挖基础施工工艺及设备这一课题被提出，虽然现有技术中有·自行式履带掏挖钻机的应用，但是该型掏挖钻机在较大型的掏挖基础上应用，技术经济比较高，若推广至500kV或以下电压等级线路施工时，也暴露出该型钻机(为履带自行式)自重较大、现场移运困难、临时占地量大的矛盾。特别是在大型设备无法通行或距离交通道路较远地区、农田、林地等没有通行道路的地区，现有的掏挖钻机无法开进施工，强行开进自行式钻机则需破坏农田中的作物或者林地中的林木。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型结构的组合式掏挖钻机，所要解决的技术问题是使其便于现场移运，从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种组合式掏挖钻机，其包括支架；滑轨，固定连接于上述支架，该滑轨包括水平轨道和垂直轨道；弃土机构，设置于所述滑轨上，通过液压缸驱动滑车在滑轨上运动；钻杆，连接于所述支架上；动力头，该动力头两端滑动连接于所述的垂直轨道，所述钻杆穿过动力头；钻头，以可拆装方式连接于所述钻杆的下端；以及卷扬机，设置在支架上，通过钢索连接于钻杆的顶端；两个弃土机构液压缸，每个弃土机构液压缸的一端连接于滑框的纵梁，另一端连接于支架或者滑轨上。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。所述的组合式掏挖钻机，其中所述的支架包括三角形横梁；以及三根立柱，每根立柱分别连接所述三角形横梁的一个角，该三根立柱的顶端连接在一起。所述的水平轨道为矩形结构，该水平轨道连接于所述的三角形横梁；所述的垂直轨道为倒U形结构，其顶边与所述三根立柱的顶端固定连接，两个下端连接于所述水平轨道；所述的滑轨还包括固定框，连接于所述的水平轨道和垂直轨道。所述的弃土机构包括滑框，包括至少一根横梁和两根纵梁；立柱，设置在滑框的横梁上；连接部，轴接于所述的立柱；液压缸，其缸体端部连接于所述的横梁上，其活塞柱的端部轴接于所述的连接部；钻头抵靠部，垂直设置于连接部上；以及钻头连接部，水平设置于连接部上。所述的滑框底部纵梁下方设置有若干挡板，并悬浮置于水平轨道上，使弃土机构可以沿水平轨道滑动。所述的钻杆为可伸缩的三节式钻杆。所述的动力头具有双液压马达，采用齿链式传动方式。所述的钻头包括钻头本体，为上小下大的锥形结构，该钻头本体内部为中空结构；钻杆连接装置，设置在钻头本体顶端；以及两块扇形盖板，设置在钻头本体底端。所述的钻头本体的侧壁上设有插孔，供上述钻头连接部插入，钻头本体的底端中心还设有导向头。借由上述技术方案，本发明组合式掏挖钻机至少具有下列优点该组合式掏挖钻机由于具有可拆装的特点，便于现场移运，其对地形无特殊要求，适用于平原、丘陵、及一般山区使用。其能够大幅度提高掏挖基础施工机械化程度，提高基坑成孔效率和施工效率，有效规避掏挖基础施工安全风险，降低人员劳动强度。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图I本发明提出一种组合式掏挖钻机的立体结构图。图2是支架的结构示意图。图3是支架的立柱接地端的支脚示意图。图4是支架的立柱接地端为小车轮示意图。图5是本发明的滑轨的结构示意图。图6是弃土机构的立体图。图7是弃土机构的侧视图。图8是本发明的钻杆立体示意图。图9是本发明的动力头的立体分解示意图。图10和图11是本发明的钻头示意图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式
详细说明如后。请参阅图I所示，是本发明提出一种组合式掏挖钻机的立体结构图。该组合式掏挖钻机包括支架10、滑轨20、卷扬机30、滑车40、钻杆50、动力头60和钻头70。所述的滑轨20与支架10固定连接；卷扬机30固定在支架10上；弃土机构40设置在滑轨20上，可沿滑轨20水平移动；钻杆50从动力头中间穿过，并与动力头输出内键套连接，钻杆顶端通过钢索连接于卷扬机30 ;动力头60的两端以滑动连接方式连接于滑轨20，可沿滑轨移动；钻头70以可拆卸的方式安装于钻杆50下端。请参阅图2所示，是支架的结构示意图。所述支架由横梁和立柱组成，具体的，该支架10包括由三根首尾相连的钢梁组成的三角形横梁12，以及三根立柱11，该三根立柱的顶端连接在一起，每根立柱的下端分别连接所述三角形横梁的一个角。所述的支架10的各个部件间的连接皆为可拆装的连接方式，例如螺栓螺母连接，这样的连接方式可以使该支架在运输时以零部件方式运输，在使用时，组合起来即可使用。较佳的，如图3所示，支架的立柱接地端通过支脚坐落于地面，支脚具备高度调节能力。支架移动时，如图4所示，可将支脚换成小车轮，用以在各个施工位置间移动。请参阅图5所示，是本发明的滑轨的结构示意图。该滑轨20主要包括水平轨道21、垂直轨道22和固定框23。所述的水平轨道21是由四根首尾相连的钢梁组成的矩形结构。所述的水平轨道21与支架中的三角形横梁固定连接形成稳固的结构。所述的垂直轨道22是由三根钢梁组成的倒U型结构，该垂直轨道22的顶边与所述之架10的三根立柱的顶端固定连接，垂直轨道22的两个下端分别连接于水平轨道21的两个长边上。从而使水平轨道与垂直轨道形成倒T形结构。所述的固定框23的分别连接于水平轨道21和垂直轨道22，从而使固定框23、水平轨道21和垂直轨道22三者之间形成三角形支撑结构，从而保证了滑轨20的稳固性。通过滑轨20与支架10之间的相互组合连接，从而使滑轨与支架构成的支撑结构具有良好的稳定性，保证了该组合式掏挖钻机在工作过程中不易发生位移和晃动。请参阅图6和图7所示，图6是弃土机构的立体图，图7是弃土机构的侧视图。该弃土机构40主要包括滑框41和和设置在滑框上的液压顶升机构。滑框41是由一根横梁 和两根纵梁组成U型结构，两根纵梁之间的距离与上述水平滑轨的宽度相适应，并在纵梁上分别设有多个滑轮48，所述的滑轮与所述的水平轨道配合，以保证该滑框41可以沿水平滑轨21移动。在所述的每个纵梁上还设有连接轴47，用于连接弃土机构液压缸80。所述的弃土机构液压缸80至少两个，每个弃土机构液压缸80的一端连接于滑框的纵梁上的连接轴，另一端连接于支架或者滑轨上。通过弃土机构液压缸80的伸缩，驱动弃土机构40在水平轨道21上运动。所述的液压顶升机构包括立柱42，设置在滑框的横梁上；连接部43，轴接于所述的立柱42的上端部位置；顶升液压缸46，其缸体端部连接于所述的横梁上(也可通过一个突出的连接部件与横梁连接)，其活塞柱的端部轴接于所述的连接部43 ;钻头抵靠部44，垂直设置于连接部43上；以及钻头连接部45，水平设置于连接部43上。该液压顶升机构的作用在于倾倒钻头中的积土。所述的该液压顶升机构的连接部43在顶升液压缸46的驱动下可绕轴转动，其转动的角度范围为0-150°，从而可以将钻头中的积土顺利倒出。较佳的，该倒土机构还包括连杆49，该连杆的一端轴接于立柱，另一端轴接于顶升液压缸46的活塞，由此可以使倒土机构在倒土过程中更加稳固。倒土机构在进行倒土作业时，所述的钻头连接部45插入钻头侧壁上的插孔75中，所述的钻头抵靠部44贴住钻头侧壁。在钻头与钻杆分离后，钻头由所述的钻头连接部45托住，然后，弃土机构液压缸80驱动滑车向外运动(也就是向横梁靠近)，钻头也随之向外移动，当运动到适当位置时，顶升液压缸46开始工作，其活塞向上推举连接部使其绕轴转动，此时，钻头也随之转动，当钻头从竖直状态向水平或者倒立状态运动过程中，钻头中的积土由于重力的作用被倾倒而出，从而完成倒土的过程。之后，顶升液压缸46和弃土机构液压缸80收缩，将钻头再次送入到钻杆下方，从而可以进行下一次的钻进过程。另外的一种形式是，上述的弃土机构的所述的滑框底部纵梁下方设置有若干挡板，并悬浮置于水平轨道上，使弃土机构可以沿水平轨道滑动。请参阅图8所示，是本发明的钻杆立体示意图。所述的钻杆50为可伸缩的三节式钻杆，其包括外杆52、中杆53和内杆54，内杆54可以缩入中杆53内，中杆53可以缩入外杆52内。内杆54端部为钻头连接部。在外杆52的上端设有钻杆支撑架51，该支撑架51连接所述垂直轨道，从而固定该钻杆50。
请参阅图9所示,是本发明的动力头的立体分解示意图。所述动力头60,采用双液压马达，齿链式传动，其自重为300kg，为市场现有相同规格液压马达和减速机重量的2/3左右。其即满足150kN*m的设计扭矩要求，又达到了减轻重量的目的。其中该动力头动力输入采用单马达64 (型号为林德HMR135-02P)和意大利709型减速机，后级采用6. I速比的14模数啮合齿轮传动，利用第一级链条66将齿轮61与62连接，实现一级减速，利用第二级链条67将齿轮63与内键套连接并带动内键套65旋转，实现二级减速，内键套拖动直径325毫米的钻杆旋转，动力头在滑轨20的垂直轨道上进行上下动作完成加压、钻进等工作。该动力头适用于硬塑、可塑的原状粘性土、强风化岩石地质。请参阅图10和图11所示,是本发明的钻头示意图。所述钻头70包括钻头本体71，为上小下大的锥形结构，该钻头本体内部为中空结构；钻杆连接装置72，设置在钻头本体顶端，通过连接销钉73来固定与钻杆的连接；以及两块扇形盖板74，设置在钻头本体底端。另外，在所述的钻头本体71的侧壁上设有插孔75，该插孔75用于在倒土时倒土机构的突出部45插入。在钻头本体的底端中心还设有导向头76，使用时可将其对中待开挖的坑口，便于机手及地面辅助人员观察，提高直孔钻头钻进时对中找正精度。所述的两块扇形盖板，可自行关闭、开启，其工作原理是钻头钻进时，扇形盖板处于开启状态，余土自动挤·入钻斗70，待钻斗装满渣土后，反向旋转钻头，扇形盖板自动闭合，提取钻头，将积土带出坑口。弃土时将钻头与钻杆连接销钉73拆下，利用弃土机构液压缸将弃土机构推至钻头并与钻头连接，接好后，弃土机构向外移动，通过顶升液压缸将钻头向后抬升，实现弃土。该钻头根据掏挖基础的开挖需求，其钻孔直径需达到1000mm，所述的直孔钻头底部齿刀最大直径设计为980mm，经试验，钻进完成后桩孔直径基本约为1000mm。钻头本体采用上小下大的锥形结构，以便于提升钻头。以上所述的组合式掏挖钻机，其各个部件的连接基本上为可拆卸式的连接关系，拆卸后没有超过300公斤的部件。从而可以通过将各个组成部件通过人力或者畜力运至工作地点后，通过组装即可得到具有实用功能的掏挖钻机。待完成钻孔后，还可以拆解，并运送至下一施工工地。本发明的组合式掏挖钻机的主要结构叙述如上，进行掏挖作业所必须的其他设备，例如液压动力设备、供电设备以及控制设备皆可采用现有技术即可实现，在此不再赘述。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种组合式掏挖钻机，其特征在于，其包括 支架； 滑轨，固定连接于上述支架，该滑轨包括水平轨道和垂直轨道； 弃土机构，设置于所述水平轨道上，通过液压缸驱动滑车在滑轨上运动； 钻杆，通过钢丝绳连接于所述支架顶端； 动力头，该动力头两端滑动连接于所述的垂直轨道，所述钻杆穿过动力头； 钻头，以可拆装方式连接于所述钻杆的下端；以及 卷扬机，设置在支架上，通过钢索连接于钻杆的顶端。
2.根据权利要求I所述的组合式掏挖钻机，其特征在于，其中所述的支架包括 三角形横梁；以及 三根立柱，每根立柱分别连接所述三角形横梁的一个角，该三根立柱的顶端连接在一起。
3.根据权利要求2所述的组合式掏挖钻机，其特征在于， 所述的水平轨道为矩形结构，该水平轨道连接于所述的三角形横梁； 所述的垂直轨道为倒U形结构，其顶边与所述三根立柱的顶端固定连接，两个下端连接于所述水平轨道； 所述的滑轨还包括固定框，连接于所述的水平轨道和垂直轨道。
4.根据权利要求I所述的组合式掏挖钻机，其特征在于，其中所述的弃土机构包括 滑框，包括至少一根横梁和两根纵梁； 立柱，设置在滑框的横梁上； 连接部，轴接于所述的立柱； 液压缸，其缸体端部连接于所述的横梁上，其活塞柱的端部轴接于所述的连接部； 钻头抵靠部，垂直设置于连接部上；以及 钻头连接部，水平设置于连接部上。
5.根据权利要求4所述的组合式掏挖钻机，其特征在于，其中所述的滑框底部纵梁下方设置有若干挡板，并悬浮置于水平轨道上，使弃土机构可以沿水平轨道滑动。
6.根据权利要求4所述的组合式掏挖钻机，其特征在于，还包括两个弃土机构液压缸，每个滑车液压缸的一端连接于滑框的纵梁，另一端连接于支架或者滑轨上。
7.根据权利要求I所述的组合式掏挖钻机，其特征在于，其中所述的钻杆为可伸缩的三节式钻杆。
8.根据权利要求I所述的组合式掏挖钻机，其特征在于，其中所述的动力头具有双液压马达，采用齿链式传动方式。
9.根据权利要求I所述的组合式掏挖钻机，其特征在于，其中所述的钻头包括 钻头本体，为上小下大的锥形结构，该钻头本体内部为中空结构； 钻杆连接装置，设置在钻头本体顶端；以及 两块扇形盖板，设置在钻头本体底端。
10.根据权利要求9所述的组合式掏挖钻机，其特征在于,其中所述的钻头本体的侧壁上设有插孔，供上述钻头连接部插入，钻头本体的底端中心还设有导向头。
全文摘要
本发明是关于一种组合式掏挖钻机，其包括支架；滑轨，固定连接于上述支架，该滑轨包括水平轨道和垂直轨道；弃土机构，设置于所述滑轨上，通过液压缸驱动弃土机构在滑轨上运动；钻杆，连接于所述滑轨上；动力头，该动力头两端滑动连接于所述的垂直轨道，所述钻杆穿过动力头；钻头，以可拆装方式连接于所述钻杆的下端；以及卷扬机，设置在支架上，通过钢索连接于钻杆的顶端；两个液压缸，每个液压缸的一端连接于滑框的纵梁，另一端连接于支架或者滑轨上。便于现场移运，其对地形无特殊要求，适用于平原、丘陵、及一般山区使用。
文档编号E21B7/02GK102900360SQ201110213139
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者郎福堂, 袁敬中, 于泓, 梅丰, 贾聪彬, 侯先智, 刘学文, 宋岷山, 张亚峰, 张琳, 生喜龙, 邓志强 申请人:华北电网有限公司, 北京送变电公司