一种桩基工程低噪音打孔扩孔装置的制作方法

所属技术领域

本发明属于打孔技术领域，尤其涉及一种桩基工程低噪音打孔扩孔装置。

背景技术：

目前桩基工程中混凝土桩对于基地和建筑物的固定作用越来越普遍；在市区的小型桩基工程中，常常使用螺旋钻钻孔之后铺设钢丝笼，然后注入混凝土的方式进行，因为时常处于市区，对建筑桩噪音要求很高；而此种建桩工程中，钻机钻孔的噪音非常大，一般为了减少钻孔噪音，常常先用直径小的螺旋钻钻孔，之后依次增加螺旋钻的钻孔直径进行逐渐扩孔，最终完成特定直径的桩孔；但这种降噪方式，需要准备多种螺旋钻，无形中增加了因重量巨大增加的运输成本；所以设计一种总体质量小的，可以多次扩孔的螺旋钻以降低噪音是很有必要的。

本发明设计一种桩基工程低噪音打孔扩孔装置解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种桩基工程低噪音打孔扩孔装置，它是采用以下技术方案来实现的。

一种桩基工程低噪音打孔扩孔装置，它包括连接装置、液压马达、连接件、钻杆、螺旋钻刀，其中液压马达通过连接装置于桩基的驱动部件连接，钻杆通过连接件安装在液压马达的输出端；螺旋钻刀安装在钻杆上；其特征在于：所述螺旋钻刀是由第一螺旋片、第二螺旋片和第三螺旋片组成；第一螺旋片固定安装在钻杆上，第二螺旋片通过可拆卸的方式安装在第一螺旋片上，第三螺旋片通过可拆卸的方式安装在第二螺旋片上；螺旋钻刀可用第一螺旋片钻孔，螺旋钻刀可用由第一螺旋片和第二螺旋片组成的钻刀钻孔，螺旋钻刀可用由第一螺旋片、第二螺旋片和第三螺旋片组成的钻刀钻孔。

作为本技术的进一步改进，上述第一螺旋片靠近边缘的区域内沿着螺旋方向从上到下均匀地开有多个滑槽，每个滑槽中间的下端面上分别竖直开有一个贯通的避让缺口，每个滑槽一端的下端面上分别开有一个卡槽；第二螺旋片的内圆面上沿着螺旋方向从上到下均匀地安装有多个固定板，第二螺旋片通过其上安装的固定板和第一螺旋片上所开的卡槽的配合安装在第一螺旋片的外侧；螺旋套旋转安装在钻杆的外圆面上，螺旋套的外圆面上沿着螺旋方向上从上到下均匀地安装有多个驱动连杆，每个驱动连杆上分别固定安装有一个卡板，每个卡板上分别开有一个方形缺口；螺旋套上安装的卡板与第一螺旋片上所开的滑槽配合；所述卡板上所开的方形缺口、第一螺旋片上所开的避让缺口和卡槽、第二螺旋片上安装的固定板相互配合。

上述螺旋套的上端开有两组上下错位分布的第一定位孔，同组中的两个第一定位孔在螺旋套的外圆面上成180度夹角分布；钻杆上开有第二定位孔，钻杆上所开的第二定位孔和螺旋套上所开的第一定位孔配合，且钻杆上所开的第二定位孔和螺旋套上所开的两组第一定位孔中其中一组定位孔之间通过定位螺钉固定连接。

上述第一螺旋片的下侧安装有第一刀机构，第二螺旋片的下侧安装有第二刀机构，第一刀机构和第二刀机构之间通过第一衔接板、u型卡板和固定螺钉固定连接。

上述第一螺旋片上所开的滑槽在同一螺距内周向均匀分布三个。

本发明第二螺旋片安装完成后，设计的避让缺口错位分布，能保证第一螺旋片的传送效率，防止避让缺口漏料影响传输效率。

作为本技术的进一步改进，上述第二螺旋片靠近外缘的螺旋片上开有螺旋槽，螺旋槽上沿着螺旋方向从上到下均匀地开有多个第一定位螺纹孔；第三螺旋片的内圆面上安装有固定螺旋板，固定螺旋板上沿着螺旋方向从上到下均匀地开有多个第二定位螺纹孔；第三螺旋片通过固定螺旋板和第二螺旋片上所开的螺旋槽的配合安装在第二螺旋片的外侧，且第二螺旋片上所开的第一定位螺纹孔和固定螺旋板上所开的第二定位螺纹孔一一对应，且分别通过一个沉头螺钉固定连接。

上述第三螺旋片的下侧安装有第三刀机构，第三刀机构和第二螺旋片上安装的第二刀机构之间通过第二衔接板、u型卡板和固定螺钉固定连接。

作为本技术的进一步改进，上述第一刀机构、第二刀机构和第三刀机构结构完全相同，对于第一刀机构包括连接板、三角刀片，其中连接板固定安装在第一螺旋片的下端，两个三角刀片对称地安装在连接板的下端。通过三角刀片可提高螺旋钻对孔底面的钻孔效率。三角刀片的形状与安装位置采用现有技术。

上述第一衔接板安装在第一刀机构和第二刀机构中两个连接板的上侧，第二衔接板安装在第二刀机构和第三刀机构中两个连接板的上侧，第二刀机构中固定板上侧的第一衔接板和第二衔接板上下交错分布；三个u型卡板分别安装在第一刀机构、第二刀机构和第三刀机构中两个三角刀片之间，三个u型卡板通过固定螺钉将对应的连接板和第一衔接板、连接板和第二衔接板固定连接。

本发明设计的第一刀机构、第二刀机构和第三刀机构均为周向均匀分布的两个，这样设计的原因是提高螺旋钻在钻孔过程中受力的平稳性；本发明在钻杆的下端还设计了一组螺旋弧度小于六十度的第一螺旋片、第二螺旋片和第三螺旋片，其安装原理与正常的第一螺旋片、第二螺旋片和第三螺旋片相同；而另一侧的第一刀机构、第二刀机构和第三刀机构分别安装在缩短后的第一螺旋片、第二螺旋片和第三螺旋片下侧。

本发明中第一螺旋片上所开的滑槽和第二螺旋片上固定的固定板在同一螺距内周向均匀分布三个，成120度分布，设计中第二螺旋片插入时小弧度螺旋片位于固定板之间，即安装过程中不会出现干涉问题。

作为本技术的进一步改进，上述第一螺旋片上所开的滑槽远离卡槽的一端具有第二斜面；通过驱动连杆安装在钻杆上的卡板的一端具有第一斜面；卡板上的第一斜面与对应卡槽上的第二斜面配合；卡板的前侧具有第三斜面，第三斜面的前侧位于滑槽内；设计第一斜面和第二斜面的作用是，在取下或者安装第二螺旋片的时候，通过旋转螺旋套，使得螺旋套带动卡板向对应滑槽上所开的第二斜面的一侧滑动，卡板在旋转过程中就会通过第一斜面将原来位于卡板和滑槽上所开第二斜面一端之间的泥浆铲走，防止残留泥浆将卡板的滑动堵死，影响第二螺旋片的安装和拆卸。第三斜面的作用为保证第一螺旋片传输泥土过程中不会因为卡板高于滑槽而产生阻力。

相对于传统的打孔技术，本发明设计的有益效果如下：

1、本发明设计的螺旋钻由第一螺旋片、第二螺旋片和第三螺旋片组成，且第二螺旋片和第三螺旋片可以进行拆卸，这一设计可以实现背景中所提出的为了减小钻孔噪音，先用直径小的螺旋钻钻孔，之后依次增加螺旋钻的钻孔直径进行逐渐扩孔，最终完成特定直径的桩孔的特性；即本发明设计的螺旋钻能够实现背景中所提的降噪方式。

2、本发明设计的螺旋钻中第一螺旋片固定安装在钻杆上，第二螺旋片和第三螺旋片为环状螺旋结构，重量相比于传统的实现同等钻孔效果的螺旋钻较轻，降低了因携带螺旋钻重量巨大增加的运输成本。

3、本发明中第二螺旋片螺旋直径较小，刚度较大，故采用固定板和滑槽的快速穿插安装方式安装，一方面保证安装速度，另一方面兼顾设备的可靠性；本发明中第三螺旋片螺旋直径较大，刚度相对较小，故采用本发明固定螺旋板和螺旋槽的整个螺旋的螺旋配合方式安装，因为安装通过螺旋方式旋进导致安装的速度较慢，但在扩孔的基础上保证了设备的可靠性。

附图说明

图1是整体部件外观示意图。

图2是整体部件分布示意图。

图3是螺旋套结构示意图。

图4是第一螺旋片结构示意图。

图5是第一螺旋片和第二螺旋片安装示意图。

图6是第二螺旋片结构示意图。

图7是第三螺旋片结构示意图。

图8是第一刀机构、第二刀机构和第三刀机构安装示意图。

图9是第一刀机构、第二刀机构和第三刀机构配合示意图。

图10是第一斜面、第二斜面和第三斜面配合示意图。

图中标号名称：1、连接装置；2、液压马达；3、连接件；4、钻杆；5、螺旋钻刀；6、定位螺钉；7、螺旋套；8、第一螺旋片；9、第三螺旋片；10、第二螺旋片；11、第一定位孔；12、驱动连杆；13、卡板；14、方形缺口；15、第一斜面；16、第二定位孔；17、卡槽；18、避让缺口；19、滑槽；20、第二斜面；21、第一刀机构；23、连接板；24、三角刀片；25、固定板；26、螺旋槽；27、第一定位螺纹孔；28、第二刀机构；29、第二螺纹孔；30、固定螺旋板；31、第三刀机构；32、第一衔接板；33、u型卡板；34、固定螺钉；35、第二衔接板；36、沉头螺钉；37、第三斜面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，它包括连接装置1、液压马达2、连接件3、钻杆4、螺旋钻刀5，其中液压马达2通过连接装置1于桩基的驱动部件连接，钻杆4通过连接件3安装在液压马达2的输出端；螺旋钻刀5安装在钻杆4上；其特征在于：如图1、2所示，所述螺旋钻刀5是由第一螺旋片8、第二螺旋片10和第三螺旋片9组成；第一螺旋片8固定安装在钻杆4上，第二螺旋片10通过可拆卸的方式安装在第一螺旋片8上，第三螺旋片9通过可拆卸的方式安装在第二螺旋片10上；螺旋钻刀5可用第一螺旋片8钻孔，螺旋钻刀5可用由第一螺旋片8和第二螺旋片10组成的钻刀钻孔，螺旋钻刀5可用由第一螺旋片8、第二螺旋片10和第三螺旋片9组成的钻刀钻孔。

本发明设计的螺旋钻由第一螺旋片8、第二螺旋片10和第三螺旋片9组成，且第二螺旋片10和第三螺旋片9可以进行拆卸，这一设计可以实现背景中所提出的为了减小钻孔噪音，先用直径小的螺旋钻钻孔，之后依次增加螺旋钻的钻孔直径进行逐渐扩孔，最终完成特定直径的桩孔的特性；即本发明设计的螺旋钻能够实现背景中所提的降噪方式。本发明设计的螺旋钻中第一螺旋片8固定安装在钻杆4上，第二螺旋片10和第三螺旋片9为环状螺旋结构，重量相比于传统的实现同等钻孔效果的螺旋钻较轻，降低了因携带螺旋钻重量巨大增加的运输成本。本发明中液压马达2通过连接件3控制钻杆4的摆动和旋转。

如图4所示，上述第一螺旋片8靠近边缘的区域内沿着螺旋方向从上到下均匀地开有多个滑槽19，每个滑槽19中间的下端面上分别竖直开有一个贯通的避让缺口18，每个滑槽19一端的下端面上分别开有一个卡槽17；如图6所示，第二螺旋片10的内圆面上沿着螺旋方向从上到下均匀地安装有多个固定板25，如图5所示，第二螺旋片10通过其上安装的固定板25和第一螺旋片8上所开的卡槽17的配合安装在第一螺旋片8的外侧；如图3所示，螺旋套7旋转安装在钻杆4的外圆面上，螺旋套7的外圆面上沿着螺旋方向上从上到下均匀地安装有多个驱动连杆12，每个驱动连杆12上分别固定安装有一个卡板13，每个卡板13上分别开有一个方形缺口14；如图5所示，螺旋套7上安装的卡板13与第一螺旋片8上所开的滑槽19配合；所述卡板13上所开的方形缺口14、第一螺旋片8上所开的避让缺口18和卡槽17、第二螺旋片10上安装的固定板25相互配合。

如图3所示，上述螺旋套7的上端开有两组上下错位分布的第一定位孔11，同组中的两个第一定位孔11在螺旋套7的外圆面上成180度夹角分布；如图4所示，钻杆4上开有第二定位孔16，如图2所示，钻杆4上所开的第二定位孔16和螺旋套7上所开的第一定位孔11配合，且钻杆4上所开的第二定位孔16和螺旋套7上所开的两组第一定位孔11中其中一组定位孔之间通过定位螺钉6固定连接。

如图1、8所示，上述第一螺旋片8的下侧安装有第一刀机构21，第二螺旋片10的下侧安装有第二刀机构28，第一刀机构21和第二刀机构28之间通过第一衔接板32、u型卡板33和固定螺钉34固定连接。

上述第一螺旋片8上所开的滑槽19在同一螺距内周向均匀分布三个。

本发明第二螺旋片10安装完成后，设计的避让缺口18错位分布，能保证第一螺旋片8的传送效率，防止避让缺口18漏料影响传输效率。

本发明在连接第一螺旋片8和液压马达2的时候，会将螺旋套7通过旋转首先安装在钻杆4上，且通过定位螺钉6和第二定位孔16的配合使得通过驱动连杆12安装的卡板13嵌套与第一螺旋片8上所开的滑槽19内，将第一螺旋上所开的卡槽17封堵，一定程度上可以防止卡槽17内塞入泥浆影响卡槽17的使用。

如图6所示，上述第二螺旋片10靠近外缘的螺旋片上开有螺旋槽26，螺旋槽26上沿着螺旋方向从上到下均匀地开有多个第一定位螺纹孔27；如图7所示，第三螺旋片9的内圆面上安装有固定螺旋板30，固定螺旋板30上沿着螺旋方向从上到下均匀地开有多个第二定位螺纹孔；第三螺旋片9通过固定螺旋板30和第二螺旋片10上所开的螺旋槽26的配合安装在第二螺旋片10的外侧，且第二螺旋片10上所开的第一定位螺纹孔27和固定螺旋板30上所开的第二定位螺纹孔一一对应，且分别通过一个沉头螺钉36固定连接。

上述第三螺旋片9的下侧安装有第三刀机构31，第三刀机构31和第二螺旋片10上安装的第二刀机构28之间通过第二衔接板35、u型卡板33和固定螺钉34固定连接。

如图3、8所示，上述第一刀机构21、第二刀机构28和第三刀机构31结构完全相同，对于第一刀机构21包括连接板23、三角刀片24，其中连接板23固定安装在第一螺旋片8的下端，两个三角刀片24对称地安装在连接板23的下端。通过三角刀片24可提高螺旋钻对孔底面的钻孔效率。三角刀片24的形状与安装位置采用现有技术。

如图9所示，上述第一衔接板32安装在第一刀机构21和第二刀机构28中两个连接板23的上侧，第二衔接板35安装在第二刀机构28和第三刀机构31中两个连接板23的上侧，第二刀机构28中固定板25上侧的第一衔接板32和第二衔接板35上下交错分布；三个u型卡板33分别安装在第一刀机构21、第二刀机构28和第三刀机构31中两个三角刀片24之间，三个u型卡板33通过固定螺钉34将对应的连接板23和第一衔接板32、连接板23和第二衔接板35固定连接。

本发明中通过第一衔接板32、第二衔接板35、u型卡板33和固定螺钉34可以将第一螺旋片8、第二螺旋和第三螺旋片9上安装的刀机构固定起来，增加刀机构和螺旋片的稳定性。

本发明设计的第一刀机构21、第二刀机构28和第三刀机构31均为周向均匀分布的两个，这样设计的原因是提高螺旋钻在钻孔过程中受力的平稳性；本发明在钻杆4的下端还设计了一组螺旋弧度小于六十度的第一螺旋片8、第二螺旋片10和第三螺旋片9，其安装原理与正常的第一螺旋片8、第二螺旋片10和第三螺旋片9相同；而另一侧的第一刀机构21、第二刀机构28和第三刀机构31分别安装在缩短后的第一螺旋片8、第二螺旋片10和第三螺旋片9下侧。

本发明中第一螺旋片8上所开的滑槽19和第二螺旋片10上固定的固定板25在同一螺距内周向均匀分布三个，成120度分布，设计中第二螺旋片10插入时小弧度螺旋片位于固定板25之间，即安装过程中不会出现干涉问题。

如图4所示，上述第一螺旋片8上所开的滑槽19远离卡槽17的一端具有第二斜面20；如图3所示，通过驱动连杆12安装在钻杆4上的卡板13的一端具有第一斜面15；卡板13上的第一斜面15与对应卡槽17上的第二斜面20配合；如图10所示，卡板13的前侧具有第三斜面37，第三斜面37的前侧位于滑槽19内；设计第一斜面15和第二斜面20的作用是，在取下或者安装第二螺旋片10的时候，通过旋转螺旋套7，使得螺旋套7带动卡板13向对应滑槽19上所开的第二斜面20的一侧滑动，卡板13在旋转过程中就会通过第一斜面15将原来位于卡板13和滑槽19上所开第二斜面20一端之间的泥浆铲走，防止残留泥浆将卡板13的滑动堵死，影响第二螺旋片10的安装和拆卸。第三斜面37的作用为保证第一螺旋片8传输泥土过程中不会因为卡板13高于滑槽19而产生阻力。

具体工作流程：当使用本发明设计的打孔装置时，先用直径小的第一螺旋片8钻孔，之后使用由第一螺旋片8和第二螺旋片10组成的钻刀钻孔，最后使用由第一螺旋片8、第二螺旋片10和第三螺旋片9组成的钻刀钻孔增加螺旋钻的钻孔直径进行逐渐扩孔，最终完成特定直径的桩孔。

在安装第二螺旋刀片的时候，首先将螺纹套和钻杆4上固定的定位螺钉6打开取出，之后通过外部设备驱动螺旋套7旋转，使得螺旋套7上另外两个第一定位孔11与钻杆4上所开的第二定位孔16对齐配合，然后通过定位螺钉6将螺纹套和钻杆4固定，这种状态下，通过驱动连杆12固定安装的卡板13上的方形缺口14与第一螺旋片8上所开的避让缺口18对齐配合，之后将第二螺旋片10从下到上嵌套安装在第一螺旋片8的外侧，此过程中第二螺旋片10上安装的固定板25通过第一螺旋片8上的避让缺口18和对应卡板13上的方形缺口14越过第一螺旋片8，当第二螺旋片10与第一螺旋片8相对应后，旋转第二螺旋片10并调节第二螺旋片10的轴线移动，使得第二螺旋片10上安装的固定板25卡在第一螺旋片8上所开的卡槽17内，之后，松开定位螺钉6，通过外部设备驱动螺旋套7旋转，使得螺旋套7上原来与钻杆4上第二定位孔16配合的两个第一定位孔11与钻杆4上所开的第二定位孔16对齐配合，然后通过定位螺钉6将螺纹套和钻杆4固定，这种状态下，通过驱动连杆12固定安装的卡板13上的方形缺口14与第一螺旋片8上所开的避让缺口18错位分布，且卡板13将安装在第二螺旋片10上与其对应的固定板25卡死限位，即第二螺旋片10被固定；最后将第二刀机构28之间通过第一衔接板32、u型卡板33和固定螺钉34固定连接在第一刀机构21上。

本发明在安装第三螺旋片9的时候，将第三螺旋片9上安装的固定螺旋板30的上端与第二螺旋片10上所开的螺旋槽26的下端对齐配合，然后旋转第三螺旋片9，使得第三螺旋片9逐渐旋在第二螺旋片10上，在第三螺旋片9完全旋转安装后，第二螺旋片10上所开的第一定位螺纹孔27和固定螺旋板30上所开的第二定位螺纹孔一一对应对齐，然后通过沉头螺钉36与第一定位螺文孔和第二定位螺纹孔的配合将第二螺旋片10和第三螺旋片9固定连接；最后将第三刀机构31之间通过第二衔接板35、u型卡板33和固定螺钉34固定连接在第三刀机构31上。

在使用完成后，首先将固定第三刀机构31的第二衔接板35、u型卡板33和固定螺钉34取下，第三刀机构31取下，之后将第二螺旋片10和第三螺旋片9上连接的沉头螺钉36取下，之后向下旋转第三螺旋片9，将第三螺旋片9取下；在第三螺旋片9取下后，将固定第二刀机构28的第一衔接板32、u型卡板33和固定螺钉34取下，第二刀机构28取下，然后将螺纹套和钻杆4上固定的定位螺钉6打开取出，之后通过外部设备驱动螺旋套7旋转，使得螺旋套7上另外两个第一定位孔11与钻杆4上所开的第二定位孔16对齐配合，然后通过定位螺钉6将螺纹套和钻杆4固定，之后，抬起第二螺旋片10旋转，使得第二螺旋片10上安装的固定板25与第一螺旋片8上所开的卡槽17脱开，然后从上到下取下第二螺旋片10，在取下第二螺旋片10的时候，第二螺旋片10上安装的固定板25通过第一螺旋片8上的避让缺口18和对应卡板13上的方形缺口14越过第一螺旋片8；最后将钻杆4和第一螺旋片8从液压马达2上取下即可。