一种扩底钻头的制作方法

本实用新型涉及混凝土结构后锚固技术领域，特别是涉及一种扩底钻头。

背景技术：

后锚固技术在道路、铁路、桥梁、钢结构安装固定及重型机械设备等高负载的安装固定中得到了广泛的应用。其安装过程如下：首先在混凝土基材上打完直孔，再用专用扩底钻头在直孔的底部进行扩孔，扩孔的型腔与锚栓头部膨胀后的几何形状一致，后扩孔锚栓头部膨胀开后与混凝土型腔紧密配合形成机械锁固机构。

目前，扩底钻头一般采用齿轮、齿条的传动方式来实现钻头端部刀片的扩张与收缩，这种形式的扩底钻头结构复杂、造价高，因而增加使用成本。

目前采用的后扩孔锚栓，一般为自切底锚栓。扩孔操作是通过在每颗锚栓膨胀套上增加能够进行扩孔的耐磨削材料；在进行锚栓连接时，使用特殊钻头达到同时扩孔与锚栓锚固两个工作。这种锚栓的成本是普通膨胀锚栓的四倍左右。

因此有必要设计一种扩底钻头及使用扩底钻头进行混凝土结构后锚固连接的方法，以克服上述问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种扩底钻头，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种扩底钻头，包括：钻杆、活动刀片和顶推装置；

所述顶推装置包括顶针梁与顶推螺母，所述顶推螺母、顶针梁和钻杆同轴设置；所述钻杆底部设有盲孔，所述顶推螺母上部设于所述盲孔内，所述顶针梁下部设置有与梁同宽的连接件，所述顶针梁通过所述连接件与顶推螺母的上部连接；

所述活动刀片包括导向T形条、刀身、刀背和刀刃，所述刀身底部宽度大于刀身顶部宽度，所述刀刃自刀身顶部向刀身底部倾斜设置；所述导向T形条设于刀身顶部，所述导向T形条自刀刃侧向刀背侧斜向下倾斜；所述钻杆底部沿径向设有滑槽，所述滑槽顶端自钻杆外表面至钻杆轴线方向斜向下倾斜且斜率与所述导向T形条的斜率相同；所述导向T形条与所述滑槽顶端接触，所述刀身底部置于所述滑动顶针梁上，所述刀刃在所述钻杆外周方向设置，所述活动刀片在所述滑槽内滑动。

其中，所述顶推螺母的上部直径小于所述顶推螺母的下部直径，所述顶推螺母的上部中心设置有内螺纹孔，所述顶推螺母的下部为帽子状，所述顶推螺母的下部的下表面为光滑的球冠状。

其中，所述连接件为螺钉，所述顶针梁通过所述螺钉与顶推螺母的上部螺纹连接。

其中，所述导向T形条宽度大于所述刀身的厚度，所述导向T形条与刀身连接成T型件，所述滑槽对应设为T型槽。

其中，所述T型槽包括斜槽和竖直槽，所述斜槽宽度与所述导向T形条宽度相同，所述竖直槽宽度与所述刀身厚度相同。

其中，所述钻杆外表面设有两条导渣槽，所述两条导渣槽为双螺旋结构。

其中，所述活动刀片为两片，在钻杆底部对应设置两个所述滑槽，所述两个滑槽沿所述钻杆轴线对称设置。

其中，所述滑槽顶端斜面与所述钻杆轴线为倾斜夹角，且与轴线上方向形成锐角，与轴线下方向形成钝角。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种扩底钻头，通过钻杆、活动刀片、顶推装置之间的巧妙结合，使钻头端部形成一个活动机构，只需施加小量的沿钻杆轴向的力，即可实现活动刀片沿孔径向扩张。结构简单，制作成本低，使用简便，工人不需培训即可操作，有效提高工作效率。顶推螺母的下部的下表面为光滑的球冠状，可以防止钻头旋转时，钻杆对混凝土孔底的切削，保证扩孔的完整性和扩孔操作的可靠性。顶针梁与顶推螺母之间的螺纹连接，使得顶推螺母在钻杆提出孔过程中，不会掉落在孔内。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种扩底钻头的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种扩底钻头的活动刀片外扩的结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为本实用新型实施例一种扩底钻头的顶针梁正立面示意图；

图5为本实用新型实施例一种扩底钻头的顶针梁俯视示意图；

图6为本实用新型实施例一种扩底钻头的顶针梁侧立面示意图；

图7为本实用新型实施例一种扩底钻头的顶推螺母剖立面图；

图8为本实用新型实施例一种扩底钻头的顶推螺母正立面图；

图9为本实用新型实施例一种扩底钻头的顶推螺母俯视图；

图10为本实用新型实施例一种扩底钻头的活动刀片正立面示意图；

图11为图10沿A-A剖面示意图；

图12为为图10沿B-B剖面示意图；

图13为本实用新型实施例一种扩底钻头的活动刀片俯视示意图；

图14为本实用新型实施例一种扩底钻头的钻杆正立面图；

图15为本实用新型实施例一种扩底钻头的钻杆剖立面结构示意图；

图16为本实用新型实施例一种扩底钻头的钻杆设置有导渣槽结构示意图；

图17为本实用新型实施例使用扩底钻头进行扩孔的一种状态示意图；

图18为本实用新型实施例使用扩底钻头进行扩孔的另一种状态示意图；

图19为本实用新型实施例使用扩底钻头进行扩孔的再一种状态示意图；

图20为本实用新型实施例使用扩底钻头进行扩孔的又一种状态示意图；

图21为本实用新型实施例扩孔后进行锚栓紧固的一种状态示意图；

图22为本实用新型实施例扩孔后进行锚栓紧固的另一种状态示意图；

图23为本实用新型实施例扩孔后进行锚栓紧固的再一种状态示意图；

图中：1-钻杆；2-活动刀片；3-顶针梁；4-顶推螺母；5-导渣槽；6-圆孔；7-空心管；8-膨胀套；9-螺母；10-部件；11-扩大孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图3所示，该扩底钻头包括钻杆1、活动刀片2、顶推装置；顶推装置包括顶针梁3与顶推螺母4；顶推螺母4、顶针梁3和钻杆1同轴设置，钻杆1底部设有盲孔，顶推螺母4上部设于盲孔内，顶针梁下部设置有与梁同宽的连接件，顶针梁通过连接件与顶推螺母的上部连接；

如图10-图13所示，活动刀片2包括刀身和导向T形条，刀身包括刀刃和刀背，刀身底部宽度大于刀身顶部宽度，刀刃自刀身顶部向刀身底部倾斜设置；导向T形条设于刀身顶部，导向T形条自刀刃侧向刀背侧斜向下倾斜；钻杆底部沿径向设有滑槽，滑槽顶端自钻杆1外表面至钻杆1轴线方向斜向下倾斜且斜率与导向T形条的斜率相同；导向T形条与滑槽顶端接触，刀身底部置于活动顶针梁上，刀刃在钻杆外周方向设置，活动刀片在滑槽内滑动。

在本实施例中，该滑槽沿钻杆1底部和对应侧的钻杆1外表面均开口，活动刀片2顶端通过导向T形条与滑槽接触，活动刀片2底端置于活动顶针梁上，从而顶推螺母4与钻杆1相向运动过程中挤压活动刀片2在滑槽内滑动。

该扩底钻头的工作原理是：钻杆1下压，顶推螺母4受到地面的反作用力，进而在顶推螺母4与活动刀片2间形成传力过程，活动刀片2受到向上的力N1。由于活动刀片2顶端与滑槽接触，在导向T形条21与滑槽顶端之间产生与该二者接触面垂直的反力N2。N1与N2合成为力H，此力H产生一个水平向力，推动活动刀片2向外滑动扩张。

优选地，滑槽顶端与钻杆1轴线的夹角为45°。

在本实施例中，活动刀片2与顶推螺母4之间的活动关系应满足以下要求：活动刀片2滑动的距离优选为使得刀刃完全扩张到钻杆1之外，以提高与待扩孔的接触面积；此时，顶推螺母应上升至行程最高点(优选为与钻杆1底部接触，可通过顶推螺母上段与钻杆下端中心圆孔的高度调整实现)，而活动刀片2的导向T形条部分仍全部在滑槽内，并在滑槽外上部末端设置限位焊点，以保证活动刀片2在不会掉出滑槽外，从而保证设备的可靠性。

另外，根据本实用新型的实施例，如图7-图9所示，顶推螺母的上部直径小于顶推螺母的下部直径，顶推螺母的上部中心设置有内螺纹孔，顶推螺母的下部为帽子状，顶推螺母的下部的下表面为光滑的球冠状。

具体地，如图4-图6所示，连接件为螺钉，顶针梁通过螺钉与顶推螺母的上部螺纹连接。

另外，根据本实用新型的实施例，导向T形条宽度大于刀身的厚度，导向T形条与刀身连接成T型件，滑槽对应设为T型槽。T型槽包括斜槽和竖直槽，斜槽宽度与导向T形条宽度相同，竖直槽宽度与刀身厚度相同。该种结构可使得活动刀片2与滑槽滑动接触，活动刀片2在转动过程中不会产生晃动，影响扩孔效果。

另外，根据本实用新型的实施例，活动刀片2为两片，在钻杆1底部对应设置两个滑槽，两个滑槽沿钻杆1轴线对称设置。当然，也可采用三片或四片及以上的活动刀片2进行扩孔操作，根据实际使用需要进行确定。

顶推螺母的底部，设置有扩大的球冠状螺帽，且螺帽下表面进行光洁处理，降低顶推螺母与混凝土孔底的摩擦系数，这样在钻杆下压、旋转扩孔过程中，钻杆不会切削孔底。

如图14-图16所示，钻杆1外表面设有两条导渣槽5，两条导渣槽7为平行双螺旋结构，方便排渣。

如图17-图23，本实用新型实施例还提供一种使用如上所述的扩底钻头进行混凝土结构后锚固的方法，包括以下步骤：

ST1：使用普通钻头钻成等径圆孔6。

ST2：将所述扩底钻头放入所述圆孔6内，所述顶推螺母4与所述圆孔6底部接触；下压所述钻杆1，使所述活动刀片2在所述滑槽内滑动至与所述圆孔6壁接触，旋转所述钻杆1进行扩孔，形成扩大孔11。

ST3：提起所述钻杆1至所述顶推螺母4离开所述圆孔6。

ST4：选用与所述圆孔6直径相适配的普通膨胀螺栓，将所述普通膨胀螺栓放入所述扩大孔11内；所述普通膨胀螺栓包括膨胀套8和螺杆，在所述螺杆顶端套接空心管7，锤击所述空心管7，使所述膨胀套8底部进入所述扩大孔11的底部。

ST5：将需要被紧固的部件10套装在所述螺杆上，并通过螺母9固定。

本实用新型实施例具有以下有益效果：通过钻杆、活动刀片、顶推装置之间的巧妙结合，使钻头端部形成一个活动机构，只需施加小量的沿钻杆轴向的力，即可实现活动刀片沿孔径向扩张。结构简单，制作成本低，使用简便，工人不需培训即可操作，有效提高工作效率。顶推螺母的下部的下表面为光滑的球冠状，可以防止钻头旋转时，钻杆对混凝土孔底的切削，保证扩孔的完整性和扩孔操作的可靠性。顶针梁与顶推螺母之间的螺纹连接，使得顶推螺母在钻杆提出孔过程中，不会掉落在孔内。

本实用新型实施例还具有以下有益效果：采用本实用新型提供的扩底钻头进行混凝土结构后锚固，只需采用配套的普通膨胀锚栓即可实现扩孔型锚栓连接，有效降低后锚固连接成本，且提高后锚固连接的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。