一种适用于RJP及MJS工法的智能化长行程高压旋喷钻机的制作方法

本实用新型属于岩土施工机械设备技术领域，涉及一种适用于rjp及mjs工法的智能化长行程高压旋喷钻机。

背景技术：

随着岩土施工领域的高压旋喷施工工艺的发展，旋喷成桩工艺正越来越多地向大直径大深度方向发展，但大直径和大深度旋喷离不开大直径钻杆，目前岩土施工领域的旋喷钻机往往存在动力头夹持钻杆直径偏小的缺陷，而进口rjp及mjs等先进旋喷设备存在整机体积小、行程短、工作效率低的缺陷。

本实用新型实现了夹持大直径钻杆并且长行程连续钻进的功能，通孔式动力头最大通孔达到φ145mm，可以夹持rjp、mjs钻杆，实现大直径超高压旋喷作业，有效高度超过16m的天车卷扬系统可以实现长行程施工一杆到底，而不需要频繁拆接钻杆，极大地提高了工作效率，克服了进口rjp、mjs工法机型的辅助工作时间长、效率低的不足。

钻机前支腿采用前伸式结构，施工时钻机的支点前伸，孔口中心的支撑力更加集中，施工和起下钻更加稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种适用于rjp及mjs工法的智能化长行程高压旋喷钻机，解决了传统旋喷钻机设备动力头不能夹持大直径钻杆的问题，解决了类似进口设备体积小、行程短，不能连续作业的问题，解决了加高行程旋喷钻机支点不能前伸导致的重心不稳的问题。

按照本实用新型提供的技术方案：一种适用于rjp及mjs工法的智能化长行程高压旋喷钻机，包括履带底盘，所述履带底盘上设置连接桥，所述连接桥上设置转盘，所述转盘上安装钻机平台，所述钻机平台上安装滑架，所述滑架上设置推进架，所述推进架上连接拖板，所述拖板上安装动力头，所述推进架的底端设置夹持器，所述推进架的顶端安装副塔及天车，所述副塔及天车上安装卷扬多组滑轮。

作为本实用新型的进一步改进，所述钻机平台包括机架，所述机架前端安装前伸支腿，所述机架后端安装后支腿；所述前伸支腿包括支腿座，所述支腿座一端连接机架，所述支腿座中部铰接前支腿油缸尾端，所述前支腿油缸活塞端铰接摆动腿一端，所述摆动腿中部铰接所述支腿座另一端，所述摆动腿另一端铰接前抓地支座上部；所述后支腿包括后支腿油缸，所述后支腿油缸垂直安装于所述机架后端，所述后支腿油缸活塞端连接后抓地支座。

作为本实用新型的进一步改进，所述支腿座包括钢管，所述钢管相互连接成矩形框架，所述相连的钢管之间连接矩形管状撑筋。

作为本实用新型的进一步改进，所述支腿座内侧连接加强筋。

作为本实用新型的进一步改进，所述机架上铺设花纹钢板。

作为本实用新型的进一步改进，所述动力头包括箱体，所述箱体中转动设置花键轴，所述花键轴上端连接马达，所述花键轴中部设置花键齿轮，所述花键轴一侧转动设置主轴，所述主轴下部外周设置主轴齿轮，所述主轴齿轮与所述花键齿轮相互啮合，所述主轴上部通过螺纹同轴设置卡瓦轴，所述卡瓦轴下部外周设置碟簧垫圈，所述卡瓦轴上部外周固定设置卡盘上壳，所述卡盘上壳内移动设置环形活塞，所述卡盘上壳中设有卡盘上壳凸台，所述活塞上部下侧通过轴承转动设置卡瓦座，所述卡瓦座转动安装于所述卡瓦轴上部外周，所述卡瓦座与所述碟簧垫圈之间设置碟形弹簧，所述卡瓦座内周为卡瓦座斜面，所述卡瓦座内周设置卡瓦，所述卡瓦横向滑动设置在所述卡瓦轴上部的均布卡槽中，所述卡瓦外周为卡瓦斜面，所述卡盘上壳与所述活塞之间开有注油孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦斜面上安装卡瓦垫板，材质为黄铜。

作为本实用新型的进一步改进，所述花键轴下端连接转速转角传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹簧为碟形弹簧。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦的数量为5块，相应的卡瓦轴上部开槽数量为5个，卡瓦座的开槽数量为5个。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型结构简单，钻机平台采用四点支撑的方式，尾部采用垂直支腿油缸支撑，前端设计为双关节式前伸支腿机构，将钻机的前支点前伸，保证钻机塔架竖直施工时，钻机的回转中心始终在前支点，使钻机的起下钻杆和起拔更加安全。

2、本实用新型设置了增高副塔，满足一次加接16m总长的钻杆连续施工，极大减少了辅助工作时间，提高了工作效率，同时又保证了成桩质量。

3、本实用新型结构动力头通过环形活塞压迫多片碟簧，提供足够行程给卡瓦座，卡瓦座通过其自身的斜面结构，产生足够的横向位移，以满足五片卡瓦的开合，进一步满足大直径钻杆的装夹和松开，动力头主轴下端安装转速转角传感器，实时显示主轴的转速。

4、本实用新型设置了集成驾驶室，可在驾驶室内集中操控，改善了操作者的工作条件，同时也改善了仪表和开关等元器件的工作条件。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型钻机平台的结构示意图。

图3为图2的俯视结构示意图。

图4为本实用新型前伸支腿的结构示意图。

图5为图4的俯视结构示意图。

图6为本实用新型摆动腿的结构示意图。

图7为本实用新型动力头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

图1中，包括履带底盘1、连接桥2、转盘3、钻机平台4、前伸支腿4-1、支腿座4-1-1、钢管4-1-1-1、撑筋4-1-1-2、前支腿油缸4-1-2、摆动腿4-1-3、前抓地支座4-1-4、机架4-2、花纹钢板4-3、后支腿4-4、后支腿油缸4-4-1、后抓地支座4-4-2、滑架5、推进架6、拖板7、动力头8、箱体8-1、花键轴8-2、马达8-3、花键齿轮8-4、主轴8-5、卡瓦轴8-6、碟簧垫圈8-7、卡盘上壳8-8、活塞8-9、卡瓦座8-10、卡瓦座斜面8-10-1、碟形弹簧8-11、主轴齿轮8-12、卡瓦8-13、卡瓦垫板8-14、注油孔8-15、转轴8-16、夹持器9、副塔及天车10、卷扬滑轮组11等。

如图1所示，本实用新型是一种带有驾驶室的适用于rjp及mjs工法的智能化长行程高压旋喷钻机，包括履带底盘1，履带底盘1上设置连接桥2，连接桥2上设置转盘3，转盘3上安装钻机平台4，钻机平台4上安装滑架5，滑架5上设置推进架6，推进架6上连接拖板7，拖板7上安装动力头8；推进架6的底端设置夹持器9，推进架6的顶端安装副塔及天车10，副塔及天车10上安装卷扬滑轮组11。

如图2-3所示，钻机平台4包括机架4-2，机架4-2前端安装前伸支腿4-1，机架4-2后端安装后支腿4-4，为了增加机架4-2的摩擦系数，防止工作中时操作人员发生打滑现象，在机架4-2上铺设花纹钢板4-3。

如图4-5所示，前伸支腿4-1包括支腿座4-1-1，支腿座4-1-1一端焊接机架4-2，支腿座4-1-1中部铰接前支腿油缸4-1-2尾端，前支腿油缸4-1-2活塞端铰接摆动腿4-1-3一端，如图6所示，摆动腿4-1-3为v型，摆动腿4-1-3中部铰接支腿座4-1-1另一端，摆动腿4-1-3另一端铰接前抓地支座4-1-4上部。

进一步地，支腿座4-1-1包括钢管4-1-1-1，钢管4-1-1-1焊接成矩形，相连的钢管4-1-1-1之间焊接撑筋4-1-1-2，以提高支腿座4-1-1的强度。

进一步地，支腿座4-1-1内侧焊接加强筋1-5来增强支腿座4-1-1的强度。

进一步地，后支腿4-4包括后支腿油缸4-4-1，后支腿油缸4-4-1垂直安装于机架4-2后端，后支腿油缸4-4-1活塞端连接后抓地支座4-4-2。

如图7所示，动力头8包括箱体8-1，箱体8-1中转动设置花键轴8-2，花键轴8-2上端连接马达8-3，花键轴8-2中部设置花键齿轮8-4，花键轴8-2一侧转动设置主轴8-5，主轴8-5下部外周设置主轴齿轮8-12，主轴齿轮8-12与花键齿轮8-4相互啮合，主轴8-5上部外周转动设置卡瓦轴8-6，卡瓦轴8-6下部外周设置碟簧垫圈8-7，卡瓦轴8-6上部外周固定设置卡盘上壳8-8，卡盘上壳8-8内移动设置活塞8-9，卡盘上壳8-8中设有卡盘上壳凸台8-1，限制活塞8-9的滑动上限。活塞8-9上部下侧通过轴承转动设置卡瓦座8-10，卡瓦座8-10转动安装于卡瓦轴8-6上部外周，卡瓦座8-10与碟簧垫圈8-7之间设置碟形弹簧8-11。卡瓦座8-10内周为卡瓦座斜面8-10-1，卡瓦座8-10内周设置卡瓦8-13，卡瓦8-13横向滑动设置在卡瓦轴8-6上部均布的卡槽中，卡瓦8-13外周为与卡瓦座斜面8-10-1适配的卡瓦斜面。所述卡瓦8-13的数量为5块，相应的卡瓦轴8-6上部开槽数量为5个，卡瓦座8-10的开槽数量为5个。卡盘上壳8-8与活塞8-9之间开有注油孔8-15。

进一步地，为了带动卡瓦8-13的同步收缩，在卡瓦8-13外侧的卡瓦斜面上安装卡瓦垫板8-14，为了防止滑动过程中的咬死，垫板的材质为黄铜。

进一步地，为了实时显示动力头的转速，在花键轴8-2下端连接有转速转角传感器。

本实用新型的工作过程如下：

履带底盘1带动钻机移动至需要钻孔的位置，转盘3带动机架6转动至钻孔作业中心，如图4所示，钻机平台通过前伸支腿4-1和后支腿4-4进行支撑。当前支腿油缸4-1-2的活塞端伸出时推动摆动腿4-1-3产生顺时针转动，进一步支撑起机架平台，调节机架平台的升降，最后后支腿油缸4-4-1伸出，使后抓地支座4-4-2与前抓地支座4-1-4位于同一水平。该结构的优点在于将钻机的前支点前伸，保证钻机塔架竖直施工时，钻机的回转中心始终在前支点，使钻机的起下钻杆和起拔更加安全。

滑架5通过下部的起塔油缸将推进架6推至垂直，卷扬滑轮组11将钻具吊至动力头上方。

当需要夹持钻杆时，注油孔8-15中进入高压液压油，液压油推动环形活塞9下行，环形活塞9带动卡瓦座10克服碟形弹簧11的弹簧力往下运动，卡瓦座10往下运动的过程中，由于其斜面结构，卡瓦座10的卡槽带动卡瓦垫板8-14和卡瓦8-13向外侧移动，释放径向空间，此时钻杆可放入主轴5的通孔中，随着液压油的释放，上述动作相反，卡瓦8-13随之收缩，夹紧钻杆。

当需要钻杆转动时，液压马达3带动花键轴2转动，再通过一对啮合齿轮带动主轴5转动，再进一步带动卡瓦轴6，卡瓦座10、以及被卡瓦8-13夹持的钻杆一起转动。

钻机的钻进动作由推进架内置的油缸执行。

当需要松开钻杆时，注油孔8-15中再次进入高压液压油，卡瓦8-13随之打开，此时钻杆可以从动力头中抽出。

实际施工过程中，连接成一体的钻杆无需从动力头中抽出，由卷扬滑轮组辅助悬吊钻杆，整机移至下一孔位继续施工。