专利名称：一种冲击旋切钻头及使用该钻头的入岩钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及桩工机械领域，尤其涉及冲击旋切钻头及使用该钻头的入岩钻机。
背景技术：
为了能够使钻机的钻头顺利的钻入岩石中，往往需要对钻头施加一定频率的冲击能才能实现钻头的顺利入岩，这种能够钻挖岩石的钻机称为入岩钻机。现有入岩钻机的具体结构如中国专利CN202227979U公开的“一种液压振动冲击器及其构成的桩工动力头，桩工动力作为入岩钻机的一部分，其包括用于直接或间接灌注混凝土、正反循环钻进的水或泥浆的内管，内管的外围同轴套装有保护筒(即钻杆)，保护筒的外周设置有用于排渣的螺旋叶片，保护筒的下端传动连接有钻头，桩工动力头还包括向保护筒和钻头输出转动扭矩的动力机构，在内管上设置有向钻头施加振动冲击能的冲击器，钻头包括具有旋切钻翼和破碎钻翼的胎体，胎体的底部固定设置有冲击钻齿，旋切钻翼的迎力面固设有旋切钻齿，钻翼的迎力面是指在钻头的旋转方向上钻翼先与岩石传力的前端，冲击钻齿主要用于将钻机的冲击能作用于岩石上以将岩石快速冲击破碎，旋切钻齿主要用于将钻机的旋切能作用于岩石上，以实现旋切钻进。入岩钻机的钻头对入岩钻机的工作效率和工作效果至关重要，现有入岩钻机的钻头存在的问题在于:在工作时，钻头一边旋转钻进，一边上下对岩石进行冲击破碎，而固定设置于胎体上的旋切钻齿也会随着钻头的上下运动而上下运动，这样就造成旋切钻齿在承受岩石的旋切反作用力的同时，还承受着岩石在上下方向上的振动反作用力，旋切钻齿的使用寿命非常的短，经常会出现旋切钻齿被冲断的情况；另一面，为了避免旋切钻齿承受过大的振动反作用力，一般旋切钻齿的高度都要高于冲击钻齿的高度，这样可以起到冲击钻齿先冲击，适当的减小旋切钻齿所承受的冲击反作用力，而旋切钻齿往往承担着对孔底排渣的重要功能，由于旋切钻齿的位置较高，造成旋切钻齿无法彻底将孔底的钻渣清除干净，这会严重的影响后期混凝土桩，因为钻渣未清除干净，会产生桩底虚渣层，混凝土桩会由于孔底虚渣层而造成桩端承载力的减小，沉降量过大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种冲击旋切钻头，以解决现有钻头中的旋切钻齿在钻头冲击岩石时，因直接承受岩石的反向冲击力而经常损坏的问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用该冲击旋切钻头的入岩钻机。本实用新型中冲击旋切钻头的技术方案为:冲击旋切钻头，包括具有旋切钻翼的胎体，所述旋切钻翼的迎力面上设置有旋切钻齿，所述的旋切钻齿通过钻齿转轴可上下翻转的铰接于所述的旋切钻翼上，所述钻齿转轴的轴线沿所述钻头的径向延伸，所述的旋切钻翼上分别设置有对所述旋切钻齿的上、下翻转极限进行限位以使所述旋切钻齿旋切工作的上、下限位结构。[0007]所述钻头的冲击钻齿设置于所述胎体的底端面上，所述旋切钻齿在被所述下限位结构限位时，所述旋切钻齿的下端面不高于所述冲击钻齿的下端面。所述的旋切钻翼有两个对称设置于所述胎体的外圆，所述的胎体上还设置有两个破碎钻翼，所述的两个旋切钻翼和两个破碎钻翼均布于所述胎体的外圆。所述的冲击钻齿有多个，各冲击钻齿的排布形式构成旋向与钻头的旋向一致的漩涡状。所述旋切钻齿的迎力面上设置有用于由下至上排出钻渣的排渣坡度，所述排渣坡度的上坡口用于与相应钻杆上的相邻两个螺旋叶片所形成的排渣通道的通道入口相对应。本实用新型中入岩钻机的技术方案为:入岩钻机，包括钻杆和传动连接于钻杆下端的钻头，所述的钻头包括具有旋切钻翼的胎体，所述旋切钻翼的迎力面上设置有旋切钻齿，所述的旋切钻齿通过钻齿转轴可上下翻转的铰接于所述的旋切钻翼上，所述钻齿转轴的轴线沿所述钻头的径向延伸，所述的旋切钻翼上分别设置有对所述旋切钻齿的上、下翻转极限进行限位以使所述旋切钻齿旋切工作的上、下限位结构。所述钻头的冲击钻齿设置于所述胎体的底端面上，所述旋切钻齿在被所述下限位结构限位时，所述旋切钻齿的下端面不高于所述冲击钻齿的下端面。所述的旋切钻翼有两个对称设置于所述胎体的外圆，所述的胎体上还设置有两个破碎钻翼，所述的两个旋切钻翼和两个破碎钻翼均布于所述胎体的外圆。所述的冲击钻齿有多个，各冲击钻齿的排布形式构成旋向与钻头的旋向一致的漩涡状。所述钻杆外周的相邻两个螺旋叶片间形成用于将相应钻渣由下至上排出的排渣通道，所述旋切钻齿的迎力面上设置有用于由下至上排出钻渣的排渣坡度，所述排渣坡度的上坡口与所述排渣通道的通道入口相对应。为了解决上述问题，本实用新型的有益效果为:旋切钻齿通过钻齿转轴可上下翻转的铰接于旋切钻翼上，在钻头向下冲击岩石时，旋切钻齿受岩石的反作用力的而上翻，并随后对岩石进行旋切钻进，岩石给旋切钻齿的反向冲击作用力被旋切钻齿的上翻动作给缓冲掉，旋切钻齿只承受岩石的反向旋切力，而不承受岩石的反向冲击力，保证了旋切钻齿的使用寿命。进一步的，由于旋切钻齿可以上翻缓冲掉岩石的反向冲击作用力，所以可以让旋切钻齿的高度不高于冲击钻齿的高度，旋切钻齿在进行对岩石的旋切施工时，直接接触的孔底最底层的岩石钻渣，旋切钻齿可以将孔底最底层的钻渣完全清理干净，不会使孔底形成虚渣层，桩端承载力得到保证，后期制成的混凝土桩不会因为虚渣层而下陷。
图1是本实用新型中入岩钻机的一个实施例中的钻头的结构示意图，同时也是本实用新型中冲击旋切钻头的一个实施例的结构示意图；图2是图1中B-B向剖视图；图3是图2的A-A向剖视图；图4是图1的仰视图。
具体实施方式
入岩钻机的实施例如图f 4所示:包括钻杆、传动连接于钻杆下端的钻头及用于向钻头输出冲击能的冲击器，钻杆的外周设置有螺旋叶片，螺旋叶片间形成用于将相应钻渣由下至上排出的排渣通道。钻头包括具有四个钻翼的胎体4，四个钻翼分别为两个旋切钻翼4-1和两个破碎钻翼，四个钻翼均布于胎体4的外圆，其中两个旋切钻翼的迎力面上设置有旋切钻齿3，旋切钻齿3通过轴线沿钻头的径向延伸的钻齿转轴7可上下翻转的铰接于对应的旋切钻翼4-1上，其具体安装结构为，在对应旋切钻翼上设置有凹凸交错的凹凸结构6，旋切钻齿3上设置有与凹凸结构6适配插接的凸凹结构，钻齿转轴穿装于凹凸结构6与凸凹结构上。各旋切钻翼的上下端分别设置有上限位结构9和下限位结构10，上、下限位结构均为挡沿结构，旋切钻齿3上设置有分别与上、下限位结构对应的上配合部3-2和下配合部，上限位结构9与上配合部3-2挡止配合而阻止旋切钻齿3继续上翻，从而防止旋切钻齿3由于过渡上翻而不能进行旋切施工；下限位结构10与下配合部挡止配合而阻止旋切钻齿继续下翻，从而防止旋切钻齿由于过渡下翻而不能进行旋切施工，上、下限位结构保证旋切钻齿不过度翻转而正常旋切工作图中I表示下限位结构与下配合部挡止配合时的下翻极限位，2表示上限位结构与上配合部挡止配合的上翻极限位。胎体4的底部设置有多个冲击钻齿8，各冲击钻齿8的排布形式构成旋向与钻头的旋向一致的漩涡状，在旋切钻齿3处于下翻转极限位I时，旋切钻齿的下端面与冲击钻齿8的下端面齐平设置，冲击钻齿和旋切钻齿均可以更换，这样可以进行钻齿的单独更换，从而降低使用成本。旋切钻齿3的迎力面上设置有用于相应钻渣由下至上排出的排渣坡度3-1，排渣坡度的上坡口与排渣通道的通道入口相对应。胎体的中心设置供相应灌注混凝土用的内管穿过的中心孔5，在灌注混凝土时，可以一边提升钻头，一边由内管向钻孔中灌注混凝土 ；破碎钻翼的迎力面上也设置有用于辅助排渣的排渣坡度。工作时，钻头一边顺时针旋转，一边承受冲击器的冲击力而对岩石进行冲击，冲击钻齿8主要用于对岩石进行冲击破碎,破碎钻翼增加了钻头对岩石的冲击破碎效果，而冲击钻齿8的漩涡状排布，可以有效的减少冲击钻齿所受到的岩石的反向旋切力，同时利于钻渣按钻齿流体线由内圆向外圆排出，保证冲击钻齿的使用寿命；旋切钻齿3用于对岩石旋切钻进，在钻头冲击岩石时，旋切钻齿3通过上翻而缓冲岩石对旋切钻齿3的反向冲击力，旋切钻齿不会直接受到岩石上下方向上的冲击，所以旋切钻齿不易损坏；在下翻转极限位时，旋切钻齿的下端面与冲击钻齿的下端面齐平设置，旋切钻齿可以对孔底最底层的钻渣进行清除，孔底最底层的钻渣经旋切钻齿上端面上的排渣坡度顺利的进入螺旋叶片间的排渣通道中，孔底钻渣的排除迅速而彻底，不会出现虚渣层，成桩后的桩端承载力得到保证，事后的混凝土桩不会因为需渣层而下陷，混凝土的施工质量好，不会出现事故。在本入岩钻机的其它实施例中:设置于胎体中心的中心孔也可以没有，此时可以采用提升钻头后再灌注混凝土的施工方式；钻翼也可以有两个、三个、五个或其它个数，当然也可以每个钻翼上均设置旋切钻齿；在下翻转极限位时，旋切钻齿的下端面也可以低于冲击钻齿的下端面；冲击钻齿的排布形式还可以是其它任意形状；上、下限位结构的设置位置也可以根据需要进行选择，只需能起到对旋切钻齿翻转极限限位的作用即可。冲击旋切钻头的实施例如图广4所示:冲击旋切钻头的具体结构与上述各入岩钻机实施例中所述的钻头相同，在此不再详述。
权利要求1.击旋切钻头，包括具有旋切钻翼的胎体，所述旋切钻翼的迎力面上设置有旋切钻齿，其特征在于:所述的旋切钻齿通过钻齿转轴可上下翻转的铰接于所述的旋切钻翼上，所述钻齿转轴的轴线沿所述钻头的径向延伸，所述的旋切钻翼上分别设置有对所述旋切钻齿的上、下翻转极限进行限位以使所述旋切钻齿旋切工作的上、下限位结构。
2.根据权利要求1所述的冲击旋切钻头，其特征在于:所述钻头的冲击钻齿设置于所述胎体的底端面上，所述旋切钻齿在被所述下限位结构限位时，所述旋切钻齿的下端面不高于所述冲击钻齿的下端面。
3.根据权利要求1所述的冲击旋切钻头，其特征在于:所述的旋切钻翼有两个对称设置于所述胎体的外圆，所述的胎体上还设置有两个破碎钻翼，所述的两个旋切钻翼和两个破碎钻翼均布于所述胎体的外圆。
4.根据权利要求2所述的冲击旋切钻头,其特征在于:所述的冲击钻齿有多个，各冲击钻齿的排布形式构成旋向与钻头的旋向一致的漩涡状。
5.根据权利要求Γ4任意一项所述的冲击旋切钻头，其特征在于:所述旋切钻齿的迎力面上设置有用于由下至上排出钻渣的排渣坡度，所述排渣坡度的上坡口用于与相应钻杆上的螺旋叶片所形成的排渣通道的通道入口相对应。
6.岩钻机，包括钻杆和传动连接于钻杆下端的钻头，所述的钻头包括具有旋切钻翼的胎体，所述旋切钻翼的迎力面上设置有旋切钻齿，其特征在于:所述的旋切钻齿通过钻齿转轴可上下翻转的铰接于所述的旋切钻翼上，所述钻齿转轴的轴线沿所述钻头的径向延伸，所述的旋切钻翼上分别设置有对所述旋切钻齿的上、下翻转极限进行限位以使所述旋切钻齿旋切工作的上、下限位结构。
7.根据权利要求6所述的入岩钻机，其特征在于:所述钻头的冲击钻齿设置于所述胎体的底端面上，所述旋切钻齿 在被所述下限位结构限位时，所述旋切钻齿的下端面不高于所述冲击钻齿的下端面。
8.根据权利要求6所述的入岩钻机，其特征在于:所述的旋切钻翼有两个对称设置于所述胎体的外圆，所述的胎体上还设置有两个破碎钻翼，所述的两个旋切钻翼和两个破碎钻翼均布于所述胎体的外圆。
9.根据权利要求7所述的入岩钻机，其特征在于:所述的冲击钻齿有多个，各冲击钻齿的排布形式构成旋向与钻头的旋向一致的漩涡状。
10.根据权利要求6、任意一项所述的入岩钻机，其特征在于:所述钻杆外周的螺旋叶片形成用于将相应钻渣由下至上排出的排渣通道，所述旋切钻齿的迎力面上设置有用于由下至上排出钻渣的排渣坡度，所述排渣坡度的上坡口与所述排渣通道的通道入口相对应。
专利摘要本实用新型涉及冲击旋切钻头及使用该钻头的入岩钻机，冲击旋切钻头，包括具有旋切钻翼的胎体，所述旋切钻翼的迎力面上设置有旋切钻齿，所述的旋切钻齿通过钻齿转轴可上下翻转的铰接于所述的旋切钻翼上，所述钻齿转轴的轴线沿所述钻头的径向延伸，所述的旋切钻翼上分别设置有对所述旋切钻齿的上、下翻转极限进行限位以使所述旋切钻齿旋切工作的上、下限位结构。本实用新型解决了现有钻头中的旋切钻齿在钻头冲击岩石时，因直接承受岩石的反向冲击力而经常损坏的问题。
文档编号E21B4/16GK202926217SQ201220666370
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者邵金安, 邵振华, 刘晓森, 雷国亮 申请人:邵金安