一种旋挖钻机的制作方法

本发发明涉及一种于电力行业施工设备，具体讲涉及一种旋挖钻机。

背景技术：

旋挖基础是输电线路工程普遍采用的基础型式，相对于大开挖基础形式在环境保护、混凝土养护、减少回填作业、充分利用原状土性能等方面有着显著的优势，近年来在输电线路工程中应用越来越广泛。所以需要提供一种旋挖钻机，以提高旋挖效率、避免塌方、简化施工难度。

采用人工配以小型工具(铁锹、简易起重机)的旋挖设备存在以下不足：1、在成孔扩底时需要人工更换扩底钻头，工作安全性差、工作效率低。2、施工场地多为山区沟壑等复杂地况，车辆的通行性较差，现有的旋挖钻机体型较大，无法适用于输电线路的基础开挖作业。3、在自然环境、气候条件恶劣，人力施工受限的环境，运输困难、施工效率低、可靠性差。4、制造和维护成本高、自动化程度低、对施工人员要求高。

为此，需要提供一种旋挖钻机，以避免人工更换扩底钻头、提高施工效率、保证施工安全性、降低制造和维护成本。

技术实现要素：

要解决现有技术的不足，本发明提供了下述技术方案来实现的：提供一种旋挖钻机，所述旋挖钻机包括设有起重设备的履带车和与所述起重设备相连的钻杆构件，

所述履带车包括车体和设有蛙式支腿的履带底盘；

所述起重设备包括与所述履带车相连固定架、与所述固定架活动连接的桅杆、设置在所述桅杆上端的卷扬组件；

所述钻杆构件包括钻杆、设置在所述钻杆一端与所述卷扬组件通过钢丝绳相连的连接件和设置在所述钻杆另一端的组合钻头。

所述蛙式支腿设置在所述履带底盘的两侧，其包括与所述履带底盘活动连接的水平向起落臂、与所述支腿活动连接的沿竖直向支腿和设置在所述支腿下端的支脚。

所述桅杆为由上、中、下桅杆套接组成的可伸缩箱型结构桅杆；

所述桅杆和固定架之间设有桅杆液压缸，所述桅杆液压缸一端与所述固定架铰接，另一端设有与所述桅杆铰接的液压杆。

所述组合钻头包括直孔钻头和设置在所述直孔钻头内腔与其同轴心设置的扩孔钻头；

所述直孔钻头与所述钻杆下端相连，

所述扩孔钻头与设置在所述钻杆内腔且与其同轴心设置的内杆下端相连，所述内杆上端设有固定有压力传感器和控制器的内杆驱动油缸。

所述直孔钻头包括内部为中空结构的锥形钻头、设置在所述锥形钻头底部与其同轴心设置的锥形导向头和圆形盖板；

所述圆形盖板由两个相对设置且与所述锥形钻头内腔活动连接的半圆形板组成，其下表面设有围绕所述锥形钻头轴心排列的环形齿刀。

所述扩孔钻头包括与所述内杆相连的固定件、设置在所述固定件下端围绕其轴向中心排列的扩孔刀组和与所述扩孔刀组另一端铰接的圆形固定座；

所述固定件为纵截面为倒T形的圆柱体。

所述扩孔刀组为由两根铰接在一起的条形刀和设置在两根所述条形刀铰接端的短弹簧组成的V形扩孔刀具。

所述条形刀为硬质合金，所述硬质合金包括按质量百分比计的下述组份构成：

碳化钨36％-38％、碳化钒10％-14％、碳化铬9％-11％、碳化钛10％-12％、碳化钽3.5％-5.5％、和碳化铌5.5％-7.5％；

所述条形刀表面设有涂层，所述涂层为平均粒度小于0.7μm的金刚石涂层。

所述钻杆和内杆之间设有减震弹簧；所述减震弹簧一端与所述内杆驱动油缸下端的固定板相连，另一端与所述直孔钻头上端相连。

一种旋挖钻机的施工方法，所述方法包括如下步骤：

第一步，选取旋挖位置；

第二步，打开圆形盖板，直孔钻头正转钻孔，余土自动挤入所述直孔钻头内部，待所述直孔钻头内装满渣土后，圆形盖板关闭，反向旋转直孔钻头取出钻头；

第三步，将所述直孔钻头移动到余土堆放处，打开圆形盖板，弃土完成；

第四步，反复第二步和第三步完成钻孔后，将直孔钻头升起，采用扩孔钻头扩孔。

短弹簧根据F＝kX得出F总＝2F＝2kX；

油缸推力F_推＝P*A Q＝V*A

因为恒功率泵根据负载变化改变流量流速，即F_恒＝P*Q；

因为F_推＝F_总

所以V＝＝S/t＝S/1＝S＝F_恒/2kX式中：

F-弹簧力；F_总-弹簧总力；F_推-油缸推力；F_恒-选用恒功率泵；P-油缸工作压力；A-活塞杆面积、Q-油缸流量；V-油缸流速；S-位移；t-时间取1。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本申请提供的旋挖钻机，具有免去更换扩底钻头、施工效率高、证施工安全性好和制造和维护成本低的优异效果。

2、本申请提供的旋挖钻机采用直孔钻头和扩孔钻头相结合的组合钻头，具有进行扩底施工，不用人工拆卸更换扩底钻头，施工安全性高和施工效率快的优异效果。

3、本申请提供的旋挖钻机采用设有短弹簧的扩孔钻头，控制器通过短弹簧的压缩量变化调节扩底半径，具有结构简单、施工效率高、灵活可靠的优异效果。

4、本申请提供旋挖钻机采用设有压力传感器的组合钻头，具有实时监控组合钻头状态、避免发生事故的优异效果。

5、本申请提供的旋挖钻机采用设有锥形导向头和环形齿刀的直孔钻头，具有开孔效果好、速度快，工作稳定的优异效果。

6、本申请提供的旋挖钻机采用设有减震弹簧的钻杆，具有减震效果好、保护组合钻头安全稳定的优异效果。

附图说明

图1为本发明提供的旋挖钻机的结构示意图；

图2为本发明提供的履带车与起重设备连接示意图；

图3为本发明提供的组合钻头结构示意图；

图4为本发明提供的扩孔钻头工作示意图；

图5为本发明提供的直孔钻头结构示意图；

图6为本发明提供的扩孔钻头结构示意图；

其中，1—起重设备、2—履带车、3—钻杆构件、4—蛙式支腿、5—履带底盘、6—固定架、7—桅杆、8—卷扬组件、9—钻杆、10—组合钻头、11—桅杆液压缸、12—直孔钻头、13—扩孔钻头、14—内杆、15—内杆驱动油缸、16—锥形钻头、17—锥形导向头、18—固定件、19—扩孔刀组、20—短弹簧、21—减震弹簧

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种旋挖钻机，所述旋挖钻机包括设有起重设备1的履带车2和与所述起重设备1相连的钻杆构件3，

如图2所示，所述履带车2包括车体和设有蛙式支腿4的履带底盘5；

所述起重设备1包括与所述履带车2相连固定架6、与所述固定架6活动连接的桅杆7、设置在所述桅杆7上端的卷扬组件8；

所述钻杆构件3包括钻杆9、设置在所述钻杆9一端与所述卷扬组件8通过钢丝绳相连的连接件和设置在所述钻杆9另一端的组合钻头10。

所述蛙式支腿4设置在所述履带底盘5的两侧，其包括与所述履带底盘5活动连接的水平向起落臂、与所述支腿活动连接的沿竖直向支腿和设置在所述支腿下端的支脚。

所述桅杆7为由上、中、下桅杆套接组成的可伸缩箱型结构桅杆；

如图1所示，所述桅杆7和固定架6之间设有桅杆液压缸11，所述桅杆液压缸11一端与所述固定架6铰接，另一端设有与所述桅杆7铰接的液压杆。

如图3所示，所述组合钻头10包括直孔钻头12和设置在所述直孔钻头12内腔与其同轴心设置的扩孔钻头13；

所述直孔钻头12与所述钻杆9下端相连，

所述扩孔钻头13与设置在所述钻杆9内腔且与其同轴心设置的内杆14下端相连，所述内杆14上端设有固定有压力传感器和控制器的内杆驱动油缸15。

如图5所示，所述直孔钻头12包括内部为中空结构的锥形钻头16、设置在所述锥形钻头16底部与其同轴心设置的锥形导向头17和圆形盖板；

如图4所示，所述圆形盖板由两个相对设置且与所述锥形钻头16内腔活动连接的半圆形板组成，其下表面设有围绕所述锥形钻头16轴心排列的环形齿刀。

如图6所示，所述扩孔钻头13包括与所述内杆14相连的固定件18、设置在所述固定件 18下端围绕其轴向中心排列的扩孔刀组19和与所述扩孔刀组19另一端铰接的圆形固定座；

所述固定件18为纵截面为倒T形的圆柱体。

所述扩孔刀组19为由两根铰接在一起的条形刀和设置在两根所述条形刀铰接端的短弹簧20组成的V形扩孔刀具。

所述条形刀为硬质合金，所述硬质合金包括按质量百分比计的下述组份构成：

碳化钨36％-38％、碳化钒10％-14％、碳化铬9％-11％、碳化钛10％-12％、碳化钽3.5％-5.5％、和碳化铌5.5％-7.5％；

所述条形刀表面设有涂层，所述涂层为平均粒度小于0.7μm的金刚石涂层。

所述钻杆9和内杆14之间设有减震弹簧21；所述减震弹簧21一端与所述内杆驱动油缸15下端的固定板相连，另一端与所述直孔钻头12上端相连。

一种旋挖钻机的施工方法，所述方法包括如下步骤：

第一步，选取旋挖位置；

第二步，打开圆形盖板，直孔钻头12正转钻孔，余土自动挤入所述直孔钻头12内部，待所述直孔钻头12内装满渣土后，圆形盖板关闭，反向旋转直孔钻头12取出钻头；

第三步，将所述直孔钻头12移动到余土堆放处，打开圆形盖板，弃土完成；

第四步，反复第二步和第三步完成钻孔后，将直孔钻头12升起，采用扩孔钻头13扩孔。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范之内。