专利名称：加长杆及使用该加长杆的长螺旋钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及桩工机械领域，尤其涉及一种加长杆及使用该加长杆的长螺旋钻机。
背景技术：
伴随着我国的城市建设和高铁建设的不断发展，桩工地基施工得到拉动，楼层越来越高，要求桩的深度也越来越深，钻孔速度目前最快的为长螺旋钻机和旋挖钻机，根据中国专利200920258714. 7公开的一种“长螺旋钻机”，该螺旋钻机包括底盘组件，该底盘组件具有行走机构和回转工作台，所述的行走机构为液压步履式行走机构，所述的回转工作台为液压回转工作台，所述的回转工作台上设有钻塔、驾驶室和起架装置等，钻塔上装配有动力头，动力头可沿塔身做上下升降运动，动力头上安装有长螺旋钻杆，所述的回转工作台上还设有电机驱动的液压泵，动力头上安装有液压马达，液压泵的动力输出端与液压马达的动力输入端传动连接，液压马达的动力输出端与动力头的动力输入端传动连接，长螺旋钻机是一次下钻连续钻土到预定深度后，开始用泵，注浆管通过钻杆内孔往里注浆，钻杆拔出孔即完成钻孔，而现有长螺旋钻机的缺点是长螺旋钻机的钻塔高度必须大于孔深的2. 8 米以上，因而传统的长螺旋钻机的钻孔深度受到钻塔高度的严重限制，目前，钻孔深度一般不超过30米，如果桩再深的话，一种方法是靠增加钻塔高度来达到钻深的要求，同时就得增大钻塔的直径、加强平台、增加配重、增大支腿油缸和斜撑油缸等条件来满足整机的稳定性，这样就会造成整机更加笨重、移动不便、成本增加的问题；另一种方法就是采用旋挖钻， 但由于旋挖钻机价格昂贵，会造成生产成本高的问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种加长杆，以增加现有长螺旋钻机的有效钻深，本实用新型的目的还在于提供一种使用该加长杆的长螺旋钻机。为了解决上述问题，本实用新型加长杆的技术方案为加长杆，所述的加长杆为直杆且使用时沿竖直方向设置，所述的加长杆沿其轴向开有用于灌注混凝土的通孔，所述的加长杆的周面上沿竖直方向开设有至少一个键槽，所述的键槽包括沿竖直方向间隔设置的左槽壁和右槽壁，所述左槽壁沿竖直方向的两端分别设置有用于与扭矩输入的上扭矩输入段和下扭矩输入段，所述加长杆于下扭矩输入段的上端设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的下挡位结构，所述的挡位结构与所述的右槽壁间设有用于动力输出键沿竖直方向穿过的间隙，所述加长杆的下端设有用于长螺旋钻杆装配的螺旋钻杆装配端。所述的上扭矩输入段的下方朝向右槽壁方向延伸设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的上挡位结构，所述的上挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的上挡位块，所述的下挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的下挡位块，所述的上挡位块与下挡位块间竖直设置有用于动力输出键沿竖直方向滑动的左导向键条。[0007]所述的键槽沿加长杆周向均布有三个，所述的加长杆还包括用于动力输出键沿竖直方向滑动的右导向键条，所述的右槽壁即为右导向键条的侧壁，所述的上扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的上键条，所述的下扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的下键条，所述相邻键槽的左导向键条与右导向键间水平设置有加强筋。所述加长杆的上端设有用于混凝土输入的混凝土输入端，所述的混凝土输入端设有用于注浆管连接的回转接头。本实用新型长螺旋钻机的技术方案为包括底盘组件，所述的底盘组件包括行走机构和回转工作台，所述的回转工作台上设有钻塔，所述的钻塔上沿竖直方向滑动装配有动力头，所述的动力头上设置有用于加长杆插配的装配孔，所述的装配孔的内周面朝向装配孔孔心的一侧延伸设置有至少两个动力输出键，所述的加长杆为直杆且使用时沿竖直方向设置，所述的加长杆沿其轴向开有用于灌注混凝土的通孔，所述的加长杆的周面上沿竖直方向开设有至少一个键槽，所述的键槽包括沿竖直方向间隔设置的左槽壁和右槽壁，所述左槽壁沿竖直方向的两端分别设置有用于与扭矩输入的上扭矩输入段和下扭矩输入段，所述加长杆于下扭矩输入段的上端设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的下挡位结构，所述的挡位结构与所述的右槽壁间设有用于动力输出键沿竖直方向穿过的间隙，所述加长杆的下端设有用于长螺旋钻杆装配的螺旋钻杆装配端。所述的键槽沿加长杆周向均布有三个，所述的上扭矩输入段的下方朝向右槽壁方向延伸设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的上挡位结构，所述的上挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的上挡位块，所述的下挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的下挡位块，所述的上挡位块与下挡位块间竖直设置有用于动力输出键沿竖直方向滑动的导向键
^^ O所述的键槽沿加长杆周向均布有三个，所述的加长杆还包括用于动力输出键沿竖直方向滑动的右导向键条，所述的右槽壁即为右导向键条的侧壁，所述的上扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的上键条，所述的下扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的下键条。所述加长杆的上端设有用于混凝土输入的混凝土输入端，所述的混凝土输入端设有用于注浆管连接的回转接头。所述的动力头上方沿竖直方向设置有用于注浆管支撑限位的支撑限位杆，所述的加长杆和支撑限位杆之间通过连接臂连接，所述的连接臂的一端设置于所述的回转接头上，所述的连接臂远离加长杆的一端滑动装配于所述的支撑限位杆上。所述的加长杆的螺旋钻杆装配端和长螺旋钻杆通过变径法兰过渡连接。本实用新型的有益效果为本实用新型通过提供一种加长杆和使用该加长杆的长螺旋钻机，该加长杆的周面上沿竖直方向开有键槽，键槽的上端和下端分别设有用于动力头扭矩输出的上扭矩输入段和下扭矩输入段，动力头的扭矩输出键通过与上、下扭矩输入段的键配合传递扭矩，在下扭矩输入段的上方设有用于提升加长杆的下挡位结构，动力头的扭矩输出键能够沿键槽竖直上下滑动，通过改变动力头的工作区域来实现增加有效钻深，通过下挡位结构来对加长杆和螺旋钻杆进行提升，在不增加钻塔高度的情况下，利用加长杆增加了长螺旋钻机的有效钻深。
图1是本实用新型加长杆实施例的结构示意图；图2是本实用新型长螺旋钻机实施例的结构示意图；图3是图2中动力头的结构示意图；图4是图3的俯视图；图4是图3的左视图。图6是图2中动力头的扭矩输出键与加长杆的键槽配合示意图。
具体实施方式
加长杆实施例如图1所示所述的加长杆2沿其轴向开设有用于灌注混凝土的通孔，所述的加长杆2为直杆且使用时沿竖直方向设置，所述的加长杆2的周面上沿竖直方向开设有至少一个键槽48，在本实施例中，所述的键槽48沿加长杆2周向均布有三个，在本实用新型的其它实施例中，键槽48也可以是两个、四个等多个，所述的键槽48包括沿竖直方向间隔设置的左槽壁和右槽壁40，右槽壁40为右导向键条的一个侧壁，所述左槽壁沿竖直方向的两端分别设置有用于与扭矩输入的上扭矩输入段30和下扭矩输入段36，所述的上扭矩输入段30设有用于动力输出键20传递扭矩的上键条31，所述的下扭矩输入段36设有用于动力输出键20传递扭矩的下键条38，所述加长杆2于下扭矩输入段36的上端设置有用于阻止动力输出键20沿竖直方向滑动的下挡位结构，所述的上扭矩输入段30的下端朝向右槽壁40的一侧设置有用于阻止动力输出键20沿竖直方向滑动的上挡位结构，在本实施例中，所述的上挡位结构为与上键条31固连的上挡位块32，所述的下挡位结构为与下键条38固连的下挡位块35，在本实用新型的其它实施例中，所述的上、下挡位块也可独立于上、下键条设置，所述的下挡位块35所述的右槽壁间设有用于动力输出键20沿竖直方向穿过的间隙，所述的上挡位块32与下挡位块35间竖直设置有用于动力输出键20沿竖直方向滑动的左导向键条33，所述的键槽48由上键条31、上32挡位块、左导向键条31、下键条38 和右导向键条围成，所述相邻键槽的左导向键条33与右导向键条间水平设置有加强筋34， 所述加长杆2的下端设有用于长螺旋钻杆5装配的螺旋钻杆装配端，所述加长杆2的上端设有用于混凝土灌入的混凝土输入端，所述的混凝土输入端设有用于注浆管连接44的回转接头42，所述的加长杆2的混凝土输入端通过轴承转动装配于所述的回转接头42上，此结构能够实现在钻机工作时，只加长杆2转而回转接头42不转，即注浆管44不转。长螺旋钻机实施例如图2-6所示该长螺旋钻机包括底盘组件，该底盘组件具有行走机构11和回转工作台8，该回转工作台8上设有钻塔6，撑18用于保证加强钻塔6的稳定性，该钻机包括动力头3和用于增加有效钻深的加长杆2，所述的动力头3通过爪腿组件M沿竖直方向滑动装配于钻塔6上，所述的动力头3上设有用于扭矩输出的扭矩输出端，所述的扭矩输出端设置有用于加长杆2插配的装配孔21，所述扭矩输出端与加长杆2之间通过键配合传递扭矩，所述的加长杆2结构如实施1所述，此处不再做详细描述，所述的长螺旋钻杆5固连于所述加长杆2的螺旋钻杆装配端，所述长螺旋钻杆5轴线的轴向与所述加长杆2的轴向一致，在本实施例中所述的长螺旋钻杆5与加长杆2的螺旋钻杆装配端通过变径法兰4连接，在本实用新型的其它实施例中，所述的长螺旋钻杆5与加长杆2的螺旋钻杆装配端也可以通过螺纹连接，所述的动力头3上方沿竖直方向设置有用于钻机工作状态下注浆管44支撑限位的支撑限位杆1，所述的加长杆2和支撑限位杆1之间通过连接臂43连接，所述的连接臂43的一端设置于所述的回转接头42上，所述的连接臂远离加长杆2的一端滑动装配于所述的支撑限位杆1上，所述动力头3的扭矩输出端的装配孔21的内周面朝向装配孔21孔心的一侧延伸设置有至少两个动力输出键，在本实施例中，所述的扭矩输出端的装配21孔的内周面朝向装配孔孔心的一侧延伸均勻分布有三个动力输出键 20，所述的三个动力输出键20与三个键槽48配合传递扭矩，所述的装配孔21外周面上固连设置有驱动齿圈22，所述的动力头还包括用于驱动齿圈22啮合传动的第一齿轮23和第二齿轮25，所述的驱动齿圈22、第一齿轮23和第二齿轮25同面水平设置，所述的驱动齿圈 22与第一齿轮23相比为大齿轮，所述的驱动齿圈22与第二齿轮25相比为大齿轮，所述的第一齿轮23和第二齿轮25分别与对应的液压马达27的动力输出端和液压马达沈的动力输出端传动连接，动力头3还包括支撑结构四，所述回转工作台8上还设有电机驱动的液压泵15，所述的液压泵15的动力输出端与液压马达沈的动力输入端和液压马达27的动力输入端传动连接，液压马达26的动力输出端和液压马达27的动力输出端与动力头3的动力输入端传动连接，图中件7是滑动支架，件10是钻头，件9是钻头的导向定位支架，件17是配重，件12、件13和件14是三种规格的卷扬机，件19为滑轮架组件，工作时，本实用新型的动力装置采用行星结构，不同的液压马达分别驱动第一齿轮23和第二齿轮25，第一齿轮23 和第二齿轮25带动驱动齿圈22转动，运用液压马达的变量原理-低速大扭矩，高速小扭矩其间相互变化，实现无级变速，充分发挥其效能，克服了传统的长螺旋钻机一致存在高能耗的问题，大大提高了整机的效率，本实用新型的动力头3是用2台电机分别驱动各自的液压泵，并联接入液压系统，然后带动动力头3，所以2台电机可以不同时启动，这样就减少了对电网的冲击，电压范围较宽，在钻机钻进时，动力头3顺时针旋转，通过动力头3的扭矩输出端与加长杆2的键配合传递扭矩，当钻到一定深度后，动力头3反转一定角度，启动液压卷扬提升动力头3到上扭矩输入段30，长螺旋钻杆5在重力的作用下继续钻深，当达到预定的深度后，开始注浆，液压卷扬提升动力头3，带动加长杆2和长螺旋钻杆5上升，到一定的高度后，停止注浆，利用混凝土对长螺旋钻杆5的支撑力，动力头3反转一定角度，这时液压卷扬将动力头3放置到加长杆2的下扭矩输入段36，动力头3反转一定角度，在挡位块35的作用下，液压卷扬继续提升动力头3，动力头3带动加长杆2和长螺旋钻杆5继续提升直至到钻头10提出钻孔，该钻机解决了现有长螺旋钻机因为增加钻深时需要增加钻塔的高度， 此时为保证整机的稳定性进而需要增大钻塔的直径、加强平台的强度、增加配重等一系列措施，造成的生产成本增加的问题。
权利要求1.加长杆，其特征在于所述的加长杆为直杆且使用时沿竖直方向设置，所述的加长杆沿其轴向开有用于灌注混凝土的通孔，所述的加长杆的周面上沿竖直方向开设有至少一个键槽，所述的键槽包括沿竖直方向间隔设置的左槽壁和右槽壁，所述左槽壁沿竖直方向的两端分别设置有用于与扭矩输入的上扭矩输入段和下扭矩输入段，所述加长杆于下扭矩输入段的上端设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的下挡位结构，所述的挡位结构与所述的右槽壁间设有用于动力输出键沿竖直方向穿过的间隙，所述加长杆的下端设有用于长螺旋钻杆装配的螺旋钻杆装配端。
2.根据权利要求1所述的加长杆，其特征在于所述的上扭矩输入段的下方朝向右槽壁方向延伸设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的上挡位结构，所述的上挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的上挡位块，所述的下挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的下挡位块，所述的上挡位块与下挡位块间竖直设置有用于动力输出键沿竖直方向滑动的左导向键条。
3.根据权利要求1所述的加长杆，其特征在于所述的键槽沿加长杆周向均布有三个， 所述的加长杆还包括用于动力输出键沿竖直方向滑动的右导向键条，所述的右槽壁即为右导向键条的侧壁，所述的上扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的上键条，所述的下扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的下键条，。
4.根据权利要求1所述的加长杆，其特征在于所述加长杆的上端设有用于混凝土输入的混凝土输入端，所述的混凝土输入端设有用于注浆管连接的回转接头。
5.长螺旋钻机，包括底盘组件，所述的底盘组件包括行走机构和回转工作台，所述的回转工作台上设有钻塔，所述的钻塔上沿竖直方向滑动装配有动力头，所述的动力头上设置有用于加长杆插配的装配孔，所述的装配孔的内周面朝向装配孔孔心的一侧延伸设置有至少两个动力输出键，其特征在于所述的加长杆为直杆且使用时沿竖直方向设置，所述的加长杆沿其轴向开有用于灌注混凝土的通孔，所述的加长杆的周面上沿竖直方向开设有至少一个键槽，所述的键槽包括沿竖直方向间隔设置的左槽壁和右槽壁，所述左槽壁沿竖直方向的两端分别设置有用于与扭矩输入的上扭矩输入段和下扭矩输入段，所述加长杆于下扭矩输入段的上端设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的下挡位结构，所述的挡位结构与所述的右槽壁间设有用于动力输出键沿竖直方向穿过的间隙，所述加长杆的下端设有用于长螺旋钻杆装配的螺旋钻杆装配端。
6.根据权利要求5所述的长螺旋钻机，其特征在于所述的键槽沿加长杆周向均布有三个，所述的上扭矩输入段的下方朝向右槽壁方向延伸设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的上挡位结构，所述的上挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的上挡位块，所述的下挡位结构为沿加长杆径向延伸设置的下挡位块，所述的上挡位块与下挡位块间竖直设置有用于动力输出键沿竖直方向滑动的导向键条。
7.根据权利要求5所述的长螺旋钻机，其特征在于所述的键槽沿加长杆周向均布有三个，所述的加长杆还包括用于动力输出键沿竖直方向滑动的右导向键条，所述的右槽壁即为右导向键条的侧壁，所述的上扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的上键条，所述的下扭矩输入段设有用于动力输出键传递扭矩的下键条。
8.根据权利要求5所述的长螺旋钻机，其特征在于所述加长杆的上端设有用于混凝土输入的混凝土输入端，所述的混凝土输入端设有用于注浆管连接的回转接头。
9.根据权利要求5所述的长螺旋钻机，其特征在于所述的动力头上方沿竖直方向设置有用于注浆管支撑限位的支撑限位杆，所述的加长杆和支撑限位杆之间通过连接臂连接，所述的连接臂的一端设置于所述的回转接头上，所述的连接臂远离加长杆的一端滑动装配于所述的支撑限位杆上。
10.根据权利要求5所述的长螺旋钻机，其特征在于所述的加长杆的螺旋钻杆装配端和长螺旋钻杆通过变径法兰过渡连接。
专利摘要本实用新型涉及一种加长杆及使用该加长杆的长螺旋钻机，所述的加长杆为直杆且使用时沿竖直方向设置，所述的加长杆沿其轴向开有用于灌注混凝土的通孔，所述的加长杆的周面上沿竖直方向开设有至少一个键槽，所述的键槽包括沿竖直方向间隔设置的左槽壁和右槽壁，所述左槽壁沿竖直方向的两端分别设置有用于与扭矩输入的上扭矩输入段和下扭矩输入段，所述加长杆于下扭矩输入段的上端设置有用于阻止动力输出键沿竖直方向滑动的下挡位结构，所述的挡位结构与所述的右槽壁间设有用于动力输出键沿竖直方向穿过的间隙，所述加长杆的下端设有用于长螺旋钻杆装配的螺旋钻杆装配端。本实用新型在不增加钻塔高度的情况下，增加了现有长螺旋钻机的有效钻深。
文档编号E21B3/00GK202108422SQ201120103968
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者刘纯利, 贺伟斌 申请人:河南省三力机械制造有限公司, 贺伟斌