专利名称：旋挖钻机及其工作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种旋挖钻机及其工作装置。
背景技术：
旋挖钻机是一种用于建筑基础工程中成孔作业的施工机械，其主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层的施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中有着广泛应用。旋挖钻机由底盘、工作装置、电气系统以及液压系统等组成，其中，工作装置是旋挖钻机的重要组成部分。现有的旋挖钻机的工作装置包括动力头、钻杆和钻斗等。动力头又包括箱体，和设置在箱体内的驱动连接件，驱动连接件与钻杆驱动连接，驱动钻杆做回转运动，上述驱动连接件的驱动力则由动力头液压系统提供。钻斗设置于钻杆的底部，与钻杆一同做回转运动。近年来，随着中国建筑业迅猛发展，高层建筑物越来越多，随之高层建筑物对其基础承载能力要求也越来越高。为了增加单桩承载力，目前通常采用扩底桩以减少基础桩的分布密度和降低成本。为了满足上述需求，施工中需先使用旋挖钻机成孔后再额外使用扩底挖土设备进行扩孔作业。由此降低成桩效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种成桩效率高的旋挖钻机及其工作装置。本发明提出一种工作装置，用于旋挖钻机，包括动力头和钻杆，所述动力头包括动力头箱体和回转驱动件，还包括回转连接机构、回转平台、第一液压油管路，以及设置于所述钻杆底部的扩底钻斗；所述回转连接机构包括回转部，和套设于所述回转部外的固定部；所述固定部与所述动力头箱体相连，所述固定部设置有固定油孔；所述回转部的一端与所述回转驱动件驱动连接，另一端与所述回转平台相连；所述回转部设置有回转油孔，所述回转油孔的进油口能够与所述固定油孔相通；所述回转平台设置有卷管器；所述第一液压油管路的一端与所述回转油孔的出油口相通，并经所述卷管器卷绕后，另一端与所述扩底钻斗的油缸相通。进一步地，所述回转驱动连接件为键套。进一步地，所述回转部与所述键套回键连接。进一步地，所述工作装置还包括第二液压油管路，所述第二液压油管路的一端与所述动力头的液压系统的供油口相通，另一端与所述固定油孔相通。进一步地，所述回转部为内筒，所述固定部为外筒；所述外筒设置有固定油孔，所述外筒的内壁设置有与所述固定油孔相通的环形油槽；所述内筒设置有回转油孔，所述回转油孔的进油口与所述环形油槽相对设置，所述回转油孔的出油口与所述第一液压油管路相通。进一步地，所述环形油槽与所述内筒之间设置有旋转密封件。进一步地，所述回转连接机构还包括回转支承，所述外筒通过所述回转支承与所述内筒转动连接。进一步地，所述回转油孔和所述固定油孔的个数为多个。进一步地，所述第二液压油管路的个数为多个。本发明还提供一种旋挖钻机，设置有上述任意一项所述的工作装置。相对于现有技术，本发明提供的旋挖钻机工作装置设置有回转连接机构、第一液压油管路回转平台和扩底钻斗。回转连接机构的回转部由动力头驱动回转，固定部和回转部分别设置有固定油孔和回转油孔，用于将压力油由固定油源输送至回转元件，以适应扩底钻斗的回转运动。从回转油孔排出的压力油经第一液压油管路与扩底钻斗的油缸相通，由此控制扩底钻斗的张开和收回。回转平台设置有卷管器，用于卷绕第一液压油管路，用以下放和收回第一液压油管路，保证钻杆下放和提升的顺畅进行。上述旋挖钻机工作装置具有以下优点:I)将扩底钻具与旋挖钻机相结合，实现旋挖钻机的多功能性，其既能钻孔又切削扩孔，有利于提闻成粧效率。2)该工作装置由动力头、回转连接机构、回转平台、钻杆和扩底钻斗等结构组成，结构紧凑，占用空间小，空间利用率高。3)该工作装置可实现在孔内任意位置进行扩孔施工，钻扩孔精度高，施工效率高。
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4)进一步地，将回转连接平台固定部的固定油孔与动力头液压系统相连后，则无需额外的动力站为扩底钻斗供油，进一步简化整机结构。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1为本发明实施例一提供的旋挖钻机工作装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的旋挖钻机工作装置中回转连接机构的结构示意图；图3为本发明实施例提供的旋挖钻机工作装置中回转连接机构的剖面图示意图；图4本发明实施例提供的旋挖钻机工作装置中回转平台的结构示意图。附图标记说明:I钻杆2动力头3回转连接机构 31外筒311固定油孔312环形油槽32内筒321回转油孔33回转支承34旋转密封件4回转平台41平台支架42卷管器5扩底钻斗6第一液压油管路 7第二液压油管路
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
本发明的基本思想在于使用扩底挖土设备的扩底设备一扩底钻斗替代现有旋挖钻机的钻斗，将其结合于现有的旋挖钻机工作装置中，以实现只需一种设备一旋挖钻机，便可实现钻孔功能和扩孔功能，提高成桩效率。下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明图1示出了本发明实施例一提供的工作装置，该工作装置用于旋挖钻机，包括有动力头2和钻杆I,动力头2包括动力头箱体和回转驱动件；上述工作装置还包括回转连接机构3、回转平台4、第一液压油管路6，以及设置于钻杆I底部的扩底钻斗5 ;上述回转连接机构3包括内筒32和套设于内筒32外的外筒31 (图2)；外筒31与动力头箱体相连，外筒31设置有固定油孔311 ；内筒32 —端与动力头2的回转驱动件驱动连接，另一端与回转平台4相连；内筒32设置有回转油孔321，回转油孔321的进油口能够与固定油孔311相通；回转平台4设置有卷管器42 ；第一液压油管路6的一端与回转油孔321的出油口相通，并经上述卷管器42卷绕后，另一端与扩底钻斗5的油缸(图中未标出)相通。本实施例提供的工作装置中，动力头2用于驱动钻杆I和扩底钻斗5做回转运动。动力头2的具体结构可以与现有技术相同，除包括动力头箱体、驱动连接件外还可以包括液压马达、减速器等。上述驱动连接件具体可以为键套，该键套与钻杆I键连接。回转连接机构3包括外筒31和内筒32，其中外筒31为固定部分，与动力头箱体相连，其设置有固定油孔311，用于将压力油从固定油源引入；内筒32为回转部分，与动力头2的驱动连接件驱动连接，与钻杆I和扩底钻斗5同步回转，其设置有回转油孔321，该回转油孔321能够与固定油孔311相通，即内筒32转动过程中，回转油孔321能运动至与固定油孔311相通的部位，由此压力油进入内筒32，并从回转油孔321的出油口排出。由此可知，回转连接机构3用于将压力油由固定油源输送至回转元件，以适应扩底钻斗5的回转运动。进一步地，对于上述驱动连接件为键套的情况，内筒32则与键套键连接。上述外筒31可以通过螺栓或螺钉与动力头箱体相连。在本发明优选实施例中，上述内筒32和外筒31的具体结构可以如图3所示外筒31设置有固定油孔311，外筒31的内壁设置有与固定油孔311相通的环形油槽312 ;内筒32设置有回转油孔321，该回转油孔321的进油口与环形油槽312相对设置，回转油孔321的出油口与上述第一液压油管路6相通。上述环形油槽312形成环形储油区域，在内筒32转动的过程中，环形油槽312内的压力油沿回转油孔321进入内筒32内。进一步地，为了防止压力油外泄，上述回转连接机构3还优选包括有旋转密封件34，该旋转密封件34设置于环形油槽312与内筒32之间。上述旋转密封件34用于防止环形油槽312内的液压油外泄，提高液压油的利用率，防止液压油外泄影响其他元件的正常使用。该旋转密封件34具体可以为油封骨架。上述内筒32和外筒31为转动连接，为了防止内外筒之间过度磨损影响其使用寿命，内筒32和外筒31优选通过回转支承33转动连接。回转支承33可以采用本领域技术人员熟知的结构，本发明对此并无特别限制。为了提高压力油输送的效率，上述固定油孔311的个数优选为多个，回转油孔321的个数也优选为多个，固定油孔311和回转油孔321的个数可以相同也可以不同。第一液压油管路6用于将从内筒32的回转油孔321的出油口排出的压力油输送至扩底钻斗5的油缸，由此控制扩底钻斗5的张开和收回，以实现扩孔功能。若回转油孔321的个数为多个，则相应的，第一液压油管路6也为多个，卷管器42的个数也优选为多个。钻杆I在下降和提升的过程中，相应的需要第一液压油管路6两端之间的垂直距离也能随之伸长和缩短。为此，回转平台4设置有卷管器42，用于卷绕第一液压油管路6，用以下放(钻杆I下降)和收回(钻杆I提升)回第一液压油管路6。回转平台4的结构可以如图4所示，包括平台支架41和设置于平台支架41上的卷管器42。平台支架41具体可以包括顶盘、底盘、纵梁、卷管器支撑部，其中顶盘和底盘的布置方向与钻杆I相垂直，纵梁的布置方向与钻杆I平行，卷管器支撑部包括支撑轴和设置于支撑轴两端的连接板，该连接板一端与支撑轴相连，另一端与顶盘和底盘相连，卷管器42套设于该支撑轴外，并能沿其轴向转动。顶盘可通过法兰等与内筒32固定连接。上述工作装置中，外筒31的固定油孔311应与液压系统的供油口相通。为了使上述工作装置的结构更为紧凑，作为优方案，上述工作装置还优选包括第二液压油管路7，第二液压油管路7的一端与动力头2的液压系统的供油口相通，另一端与固定油孔311相通。图1所示的工作装置的工作原理如下将钻杆I下放到预定深度，回转动力头2，动力头2带动钻杆1、内筒32、回转平台4以及扩底钻斗5做回转运动。当需要进行扩底作业时，向第二液压油管路7供油，压力油从动力头2的液压系统供油口经第二液压油管路7进入外筒31的固定油孔311，而后液压油进入内筒32的回转油孔321，从回转油孔321排出的压力油经过第一液压油管路6为扩底钻斗5的油缸供油，由此使扩底钻斗张开，即可实现扩孔切削作业。对于上述实施例提供的工作装置，需要说明的是上述外筒31和内筒32作为分别作为回转连接机构3的固定部和回转部，用于将固定设置的压力油油源引入回转元件中，以适应扩底钻斗的回转运动。固定部和回转部的具体结构包括但不限于筒状，设置有具有上述功能的回转部以及套设于回转部外的固定部的旋挖钻机也均在本发明的保护范围之内。由上述内容可知，相对于现有技术，本发明实施例提供的旋挖钻机工作装置设置有回转连接机构、第一液压油管路回转平台和扩底钻斗。回转连接机构的回转部由动力头驱动回转，固定部和回转部分别设置有固定油孔和回转油孔，用于将压力油由固定油源输送至回转元件，以适应扩底钻斗的回转运动。从回转油孔排出的压力油经第一液压油管路为扩底钻斗的油缸相通，由此控制扩底钻斗的张开和收回。回转平台设置有卷管器，用于卷绕第一液压油管路，用以下放和收回第一液压油管路，保证钻杆下放和提升的顺畅进行。上述旋挖钻机工作装置具有以下优点I)将扩底钻具与旋挖钻机相结合，实现旋挖钻机的多功能性，其既能钻孔又切削扩孔，有利于提闻成粧效率。2)该工作装置由动力头、回转连接机构、回转平台、钻杆和扩底钻斗等结构组成，结构紧凑，占用空间小，空间利用率高。3)该工作装置可实现在孔内任意位置进行扩孔施工，钻扩孔精度高，施工效率高。4)进一步地，将回转连接平台固定部的固定油孔与动力头液压系统相连后，则无需额外的动力站为扩底钻斗供油，进一步简化整机结构。本发明实施例还提供了一种旋挖钻机，该旋挖钻机设有上述任一种工作装置，由于上述任一种工作装置具有上述技术效果，因此，设有该工作装置的旋挖钻机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种工作装置，用于旋挖钻机，包括动力头(2)和钻杆(1)，所述动力头(2)包括动力头箱体和回转驱动件，其特征在于，还包括:回转连接机构(3)、回转平台(4)、第一液压油管路(6)，以及设置于所述钻杆(I)底部的扩底钻斗(5)； 所述回转连接机构(3)包括:回转部，和套设于所述回转部外的固定部； 所述固定部与所述动力头箱体相连，所述固定部设置有固定油孔(311)； 所述回转部的一端与所述回转驱动件驱动连接，另一端与所述回转平台(4)相连；所述回转部设置有回转油孔(321)，所述回转油孔(321)的进油口能够与所述固定油孔(311)相通； 所述回转平台(4)设置有卷管器(42)； 所述第一液压油管路(6)的一端与所述回转油孔(321)的出油口相通，并经所述卷管器(42)卷绕后，另一端与所述扩底钻斗(5)的油缸相通。
2.根据权利要求1所述的工作装置，其特征在于，所述回转驱动连接件为键套。
3.根据权利要求2所述的工作装置，其特征在于，所述回转部与所述键套回键连接。
4.根据权利要求1至3任意一项所述工作装置，其特征在于，所述工作装置还包括第二液压油管路(7)，所述第二液压油管路(7)的一端与所述动力头(2)的液压系统的供油口相通，另一端与所述固定油孔(311)相通。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的工作装置，其特征在于，所述回转部为内筒(32)，所述固定部为外筒(31);所述外筒(31)设置有固定油孔(311)，所述外筒(31)的内壁设置有与所述固定油孔(311)相通的环形油槽(312);所述内筒(32)设置有回转油孔(321)，所述回转油孔(321)的进油口与所述环形油槽(312)相对设置，所述回转油孔(321)的出油口与所述第一液压油管路(6)相通。
6.根据权利要求5所述的工作装置，其特征在于，所述环形油槽(312)与所述内筒(32)之间设置有旋转密封件(34)。
7.根据权利要求5所述的工作装置，其特征在于，所述回转连接机构(3)还包括:回转支承(33 )，所述外筒(31)通过所述回转支承(33 )与所述内筒(32 )转动连接。
8.根据权利要求5所述的工作装置，其特征在于，所述回转油孔(321)和所述固定油孔(311)的个数为多个。
9.根据权利要求8所述工作装置，其特征在于，所述第二液压油管路(7)的个数为多个。
10.一种旋挖钻机，其特征在于，设置有权利要求1至9任意一项所述的工作装置。
全文摘要
本发明公开了一种旋挖钻机及其工作装置。该工作装置包括动力头和钻杆，动力头包括动力头箱体和回转驱动件，还包括回转连接机构、回转平台、第一液压油管路，以及设置于钻杆底部的扩底钻斗；回转连接机构包括回转部，和套设于回转部外的固定部；固定部与动力头箱体相连，固定部设置有固定油孔；回转部的一端与回转驱动件驱动连接，另一端与回转平台相连；回转部设置有回转油孔，回转油孔的进油口能够与固定油孔相通；回转平台设置有卷管器；第一液压油管路的一端与回转油孔的出油口相通，并经卷管器卷绕后，另一端与扩底钻斗的油缸相通。该工作装置可实现旋挖钻机的多功能性，兼具钻孔扩孔功能，具有成桩效率，结构紧凑，占用空间小的优点。
文档编号E21B7/28GK103075104SQ20121057203
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者刘志岩, 刘元宇, 崔亚东 申请人:三一重工股份有限公司