扶正装置、钻杆及旋挖钻机的制作方法

1.本发明涉及旋挖钻机技术领域，特别是涉及一种扶正装置、钻杆及旋挖钻机。


背景技术：

2.旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般采用液压先导控制、负荷传感，具有操作轻便、舒适等特点。
3.目前，旋挖钻机的钻杆主要有三种：机锁式钻杆、摩阻式钻杆和组合式钻杆，均由多节钻杆组成，内节钻杆套设与外节钻杆内，各节钻杆之间间隙配合，钻杆节数越多则可钻深越大，但因各节钻杆间隙影响，随钻孔深度增大，成孔精度也将降低。在施工桩孔直径大、孔深大、斜桩等特殊工况以及对成孔精度要求高等工况下施工时，为保证成孔精度，需设置扶正装置，以保证成孔精度要求。
4.如图1和图2所示，一种扶正装置包括扶正圆盘101和过渡圆环103，第一节钻杆105上的扶正圆盘101通过螺栓连接固定在第一节钻杆105底部的外节端部圆环1052上，除芯节钻杆106外，其余内节钻杆107上的扶正圆盘101通过过渡圆盘103与内节钻杆107的内节端部圆环1072通过螺栓相连接。然而，在该扶正装置中，扶正圆盘101与孔壁之间为滑动摩擦、阻力大，钻进时，旋挖钻机油耗高，且传递给切削钻具的扭矩减小，能耗损失大；扶正圆盘101与孔壁之间阻力大，提钻时，主卷扬钢丝绳长期处于大负载状态下，钢丝绳寿命短，下放钻杆时，扶正圆盘3边缘与孔壁作用，螺栓易受力发生断裂，且在大孔径桩钻进时，钻具内打满渣土后负载大，因此扶正圆盘101与孔壁之间阻力大，还可能存在因旋挖钻机主卷扬钢丝绳牵引力不足无法将钻杆提出孔外的情况发生，另外扶正圆盘101与孔壁阻力大使得扶正装置与孔壁之间间隙需足够大，这将导致扶正效果差，无法起到良好的扶正作用。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扶正效果好、且可减小扶正装置与孔壁之间阻力的扶正装置、钻杆及旋挖钻机。
6.本发明提供一种扶正装置，包括扶正部，所述扶正部为环状，所述扶正部上设有可转动的扶正滚子，所述扶正滚子的至少部分露出于所述扶正部外周缘外。
7.在一实施例中，所述扶正滚子为圆柱状，圆柱的上下两端的边缘的处形成有倒角；或者，所述扶正滚子通过可拆卸方式安装于所述扶正部。
8.在一实施例中，所述扶正部包括内支撑圈、上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板间隔设置，且所述上盖板和所述下盖板分别与所述内支撑圈固定连接，所述内支撑圈、所述上盖板和所述下盖板围成环状空腔，所述扶正滚子部分容纳于所述环状空腔内，部分从所述扶正部的外侧边缘处露出于所述环状空腔外。
9.在一实施例中，所述扶正部还包括侧边导向板，所述上盖板和/或所述下盖板的外侧边缘处设有侧边导向板，所述侧边导向板相对所述上盖板和/或所述下盖板倾斜设置；或者，所述扶正部还包括侧支撑板，所述侧支撑板设于相邻两个所述扶正滚子之间，所述侧支撑板包括主板和侧板，所述主板设于所述上盖板和所述下盖板之间，且与所述内支撑圈相对而设，从而将环状空腔填满，两个所述侧板分别设于所述主板的两端，两个所述侧板与相邻的所述扶正滚子靠近。
10.在一实施例中，所述扶正装置还包括安装部和连接组件，所述安装部为环状，所述安装部设于所述扶正部围成的范围内，且所述扶正部通过所述连接组件连接于所述安装部。
11.在一实施例中，所述扶正部通过所述连接组件可拆卸地连接于所述安装部，且所述连接组件为可伸缩结构；或者，所述连接组件的两端分别可拆卸地连接于所述扶正部和所述安装部；或者，所述安装部的高度大于所述扶正部的高度，且在所述安装部的高度方向上，所述安装部的两端均伸出所述扶正部的两端。
12.在一实施例中，所述安装部包括安装主体和设于所述安装主体底部的底板，所述底板的外径和所述安装主体的外径相同，所述底板的内径小于所述安装主体的内径。
13.本发明还提供一种钻杆，包括第一节钻杆、芯节杆、至少一节中间内节杆和上述扶正装置，所述第一节钻杆、所述中间内节杆和所述芯节杆依次可伸缩地套设，所述第一节钻杆和/或所述中间内节杆外设有所述扶正装置。
14.在一实施例中，所述安装部的侧壁上开设有固定孔，所述固定孔为腰型孔，所述第一节钻杆或所述中间内节杆上开设有安装孔，所述锁固件穿过所述固定孔和所述安装孔并将所述安装部与所述第一节钻杆或所述中间内节杆锁固，所述安装部的内壁上设有内键限位块；所述第一节钻杆、所述芯节杆、所述中间内节杆均包括管体，所述管体的外侧壁上设有外键，两相邻所述外键之间的槽形成钻杆的工作滑道；所述内键限位块位于所述工作滑道内，且所述内键限位块的内径与相应所述管体的外径小间隙配合，且所述内键限位块的宽度与相应所述工作滑道的宽度小间隙配合，且所述内键限位块与相应所述工作滑道之间的间隙小于锁固件在所述安装部上的所述固定孔内的可移动距离。
15.本发明还提供一种旋挖钻机，包括上述钻杆。
16.本发明实施例提供的扶正装置、钻杆及旋挖钻机中，通过在扶正部上设置扶正滚子，工作时，由扶正滚子与孔壁接触，且随钻杆带动扶正装置转动而进行滚动扶正，钻进过程中阻力小、功率损耗小、传递给岩石的功率更大，因此避免了因阻力过大导致旋挖钻机主卷扬钢丝绳牵引力不足无法将钻杆提出孔外的问题，也能减小扶正装置与孔壁的间隙，从而提高了扶正效果，保证了成孔精度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为一种扶正装置的组装结构示意图。
19.图2为图1所示扶正装置的分解结构示意图。
20.图3为本发明一实施例的扶正装置的整体结构示意图。
21.图4为图3所示扶正装置的局部剖视图。
22.图5为图4中v处的局部放大图。
23.图6为图3所示扶正装置的扶正部的结构示意图。
24.图7为本发明一实施例的钻杆在全伸状态下的结构示意图。
25.图8为图7所述钻杆在全缩状态下的结构示意图。
26.图9为图7所示钻杆的第一节钻杆或中间内节杆的结构示意图。
27.图10为图9中沿a-a线的剖视图。
具体实施方式
28.下面将结合附图，对本发明的特定实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的描述，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。
29.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
30.术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，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发明的限制。
31.术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了区别属性类似的元件，而不是指示或暗示相对的重要性或者特定的顺序。
32.术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体，意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
33.请参图3和图4，本发明一实施例的扶正装置，包括扶正部11、安装部13和连接组件15。扶正部11和安装部13均为环状，安装部13设于扶正部11围成的范围内，且扶正部11通过连接组件15连接于安装部13。其中，扶正部11上设有可转动的扶正滚子112，扶正滚子112至少部分从扶正部11远离安装部13的一侧露出于扶正部11外周缘外。具体地，扶正部11和安装部13均可为圆环状，且扶正部11和安装部13同心设置。可以理解，扶正部11和安装部13也可不为圆环状，只要安装部13能与钻杆配合即可。
34.本实施例的扶正装置中，通过在扶正部11上设置扶正滚子112，工作时，由扶正滚子112与孔壁接触，且随钻杆带动扶正装置转动而进行滚动扶正，钻进过程中阻力小、功率损耗小、传递给岩石的功率更大，因此避免了因阻力过大导致旋挖钻机主卷扬钢丝绳牵引力不足无法将钻杆提出孔外的问题，也能减小扶正装置与孔壁的间隙，从而提高了扶正效果，保证了成孔精度。
35.本实施例中，扶正部11上设有多个扶正滚子112，多个扶正滚子112沿扶正部11的外周缘均匀设置。
36.具体地，扶正滚子112为圆柱状，圆柱的上下两端的边缘的处形成有倒角。这样，在钻杆上提或下放过程中，能进一步减小扶正装置与孔壁之间的阻力。可以理解，扶正滚子112也可为滚珠等其他形状。
37.具体地，请一并参照图5，扶正滚子112可通过销轴卡簧113和开口销114转动连接于扶正部11。具体地，销轴卡簧113穿过扶正滚子112和扶正部11，开口销114插入销轴卡簧113一端的开口。可以理解，扶正滚子112也可通过其他可拆卸方式安装。扶正滚子112通过销轴卡簧113和开口销114等可拆卸方式进行安装，当扶正滚子112长期使用而磨损后，可方便更护，使得后期维护方便，维护成本较低。
38.本实施例中，请一并参照图6，扶正部11包括内支撑圈116、上盖板117和下盖板118，上盖板117和下盖板118间隔设置，且上盖板117和下盖板118靠近安装部13的一侧分别与内支撑圈116固定连接，内支撑圈116、上盖板117和下盖板118围成环状空腔，扶正滚子112部分容纳于环状空腔内，部分从远离安装部13的一侧露出于环状空腔外。具体地，上盖板117和下盖板118上开设有同轴的销轴孔，以供销轴卡簧113穿过。上盖板117和下盖板118对应销轴孔的位置处还分别设有贴板119，销轴卡簧113穿过贴板119。具体地，内内支撑圈116可通过焊接、铆接等方式固定于上盖板117和下盖板118之间。
39.具体地，扶正部11还包括侧边导向板121，上盖板117和/或下盖板118的外侧边缘处设有侧边导向板121，侧边导向板121相对上盖板117和/或下盖板118倾斜设置，相当于在上盖板117和/或下盖板118的边缘形成倒角，这样，在钻杆上提或下放过程中起导向作用，可大大减小扶正装置与孔壁之间的阻力，防止扶正装置与孔壁发生卡滞现象。具体地，多个侧边导向板121分别设置在上盖板117、下盖板118上，每相邻两个扶正滚子112之间对应位置设置一个侧边导向板121。上盖板117和下盖板118的侧边导向板121的外侧边缘朝相互靠近的方向倾斜。
40.具体地，扶正部11还包括侧支撑板123，侧支撑板123设于相邻两个扶正滚子112之间。侧支撑板123一方面起支撑作用，另一方面可防止岩石、泥浆等卡滞在内支撑圈116、上盖板117和下盖板118围成的环状空腔内。具体地，侧支撑板123的外侧面与上盖板117和下盖板118的外侧边缘平齐。
41.具体地，侧支撑板123包括主板1232和侧板1234，主板1232设于上盖板117和下盖板118之间，且与内支撑圈116相对而设，从而将环状空腔填满，两个侧板1234分别设于主板1232的两端(即侧支撑板123大体为u形)，两个侧板1234与相邻的扶正滚子112靠近，侧板1234可带有一定弧度，以利于扶正滚子滚动。具体地，侧支撑板123可通过焊接、铆接等方式固定在上盖板117和下盖板118之间。可以理解，侧支撑板123也可为完整的环状，只要其与扶正滚子112及其安装不产生干涉即可。
42.可以理解，扶正部11也可为其他结构形式，例如扶正部11可为整体式结构，在扶正部11上开设容纳槽以容纳扶正滚子112的一部分，只要其上设置扶正滚子112就可达到相应的减小阻力的效果。整个扶正装置也可为其他结构，例如扶正装置可包括扶正圆盘和过渡圆环，扶正圆盘固定连接于过渡圆环，过渡圆盘固定在钻杆上，只需要扶正圆盘上设置扶正滚子112就可达到相应的减小阻力的效果。
43.本实施例中，请再次参照图3，安装部13的高度大于扶正部11的高度，且在安装部13的高度方向上，安装部13的两端均伸出扶正部11的两端。这样，当钻杆在全缩状态下时，
相邻两节钻杆上的扶正装置的扶正部11不接触，相邻两节钻杆发生相对转动时阻力更小。
44.具体地，安装部13包括安装主体130和设于安装主体130底部的底板131，底板131的外径和安装主体130的外径相同，底板131的内径小于安装主体130的内径。安装主体130的底部为其更靠近钻杆钻具的一端。这样，扶正装置安装在钻杆上时，底板131的上表面与该节钻杆的下底面接触，起到限位作用，使得在钻杆下放过程中，扶正装置与孔壁凸起岩石碰撞时，扶正装置的固定螺栓不受力，防止其受剪发生断裂。
45.具体地，安装部13的内壁上设有内键限位块132，内键限位块132用于与外节钻杆上的外键侧向抵接，以防止钻杆旋转钻进过程中，扶正装置固定螺栓受剪发生断裂。具体地，安装部13的内壁上间隔设有多个内键限位块132。
46.具体地，安装部13的侧壁上开设有固定孔134，以与外节钻杆固定连接。具体地，固定孔134为腰型孔。扶正装置安装于钻杆上时，螺栓等锁固件穿过固定孔134，并穿过钻杆上的螺纹孔并锁固，从而将扶正装置锁固至钻杆。
47.本实施例中，扶正部11通过连接组件15可拆卸地连接于安装部13，且连接组件15为可伸缩结构。这样，当需要成不同直径的孔时，只需要将扶正部11拆卸，再更换直径不同的其他扶正部11，并同时调整连接组件的长度即可，方便快捷，大大提高了扶正装置的适应性。具体地，连接组件15可以为例如活塞缸结构。具体在本实施例中，连接组件15包括立板152和横板154，多个立板152和横板154可通过焊接或铆接等方式连接成箱型臂，立板152和横板154均为可伸缩结构，例如，立板152和横板154分别包括可相对移动的两段，并可通过螺栓等在不同位置相对锁固，即可实现伸缩；可以理解，连接组件15也可不为可伸缩结构，而使连接组件15的两端分别可拆卸地连接于扶正部11和安装部13，更换长度不同的连接组件15即可。
48.具体地，连接组件15的一端连接于扶正部11的内侧壁，另一端连接于安装部13的外侧壁。
49.具体地，连接组件15为多个，多个连接组件15间隔连接于扶正部11与安装部13之间。具体在本实施例中，连接组件15为四个，四个连接组件15在周向上均匀间隔布置。
50.请参图7和图8，本发明还提供一种钻杆，其包括第一节钻杆51、芯节杆53、至少一节中间内节杆55和上述扶正装置，第一节钻杆51、中间内节杆55和芯节杆53依次可伸缩地套设。第一节钻杆51和/或中间内节杆55外设有扶正装置。具体在本实施例中，中间内节杆55包括第一内节杆552和第二内节杆554，间内节杆55可伸缩地套设于第一节钻杆51内，第二内节杆554可伸缩地套设于第一内节杆552内，芯节杆53可伸缩地套设于第二内节杆554内，第一节钻杆51、第一内节杆552和第二内节杆554上均设有上述扶正装置，芯节杆53的一端设有钻具。可以理解，中间内节杆55也可为一节、三节或其他数量，在此不做限制。
51.本实施例中，扶正装置固定在第一节钻杆51和/或中间内节杆55的靠近钻具的一端(即底端)。具体地，扶正装置可通过螺栓固定在第一节钻杆51和/或中间内节杆55上。具体地，第一节钻杆51和/或中间内节杆55的端部设有底部补强板57，底部补强板57上开设有安装孔，螺栓等锁固件穿过扶正装置的安装部13上的固定孔134和底部补强板57上的安装孔并锁固，本实施例中安装孔可为螺纹孔。具体地，底部补强板57可为三个，三个底部补强板57沿第一节钻杆51或中间内节杆55周向均匀间隔设置。当然，底部补强板57也可为其他数量。
52.本实施例中，请参照图9和图10，第一节钻杆51、芯节杆53、中间内节杆55均包括管体512，管体512的外侧壁上设有外键514，两相邻外键514之间的槽形成钻杆的工作滑道。对于第一节钻杆51和中间内节杆55而言，底部补强板57设于工作滑道的外侧，并与外键514相邻设置。第一节钻杆51和中间内节杆55的内侧壁上设有内键516，相邻两节钻杆中，外节钻杆的内键516与内节钻杆的工作滑道相配合，并可在工作滑道内上下滑动。可以理解，底部补强板57的外径与外键514构成的圆柱的外径可以相同。具体地，外键514可为三组，两个外键514形成一组，分别形成三个工作滑道；对应地，内键516为三个，分别与三个工作滑道相配合。
53.本实施例中，安装在第一节钻杆51或中间内节杆55上的扶正装置的安装部13的内键限位块132的内径与相应管体512的外径小间隙配合，且内键限位块132的宽度与相应的第一节钻杆51或中间内节杆55的工作滑道的宽度小间隙配合，且内键限位块132与工作滑道之间的间隙小于锁固件在安装部13上的固定孔134的腰型孔内的可移动距离。这样，扶正装置安装后，内键限位块132位于第一节钻杆51或中间内节杆55的工作滑道底部位置，起限位作用，可防止钻杆旋转钻进过程中，固定扶正装置的锁固件受剪发生断裂。
54.具体地，底部补强板57的外径与扶正装置的安装部13的安装主体130的内径小间隙配合。
55.本发明还提供一种旋挖钻机，包括上述钻杆。
56.本发明实施例的钻杆在组装时，包括以下步骤：
57.s11，将一个扶正装置安装在第一节钻杆51上，再将第一内节杆552从第一节钻杆51的顶部装入第一节钻杆51内。
58.s13，将一个扶正装置安装在第一内节杆552上，再将第二内节杆554从第一内节杆552的顶部装入第一内节杆552内。
59.s15，将一个扶正庄子安装在第二内节杆554上，再将芯节杆53从第二内节杆554的底部装入第二内节杆554。由此钻杆的装配完成。
60.可以理解，也可仅在一节或两节钻杆上安装上述扶正装置，也能达到一定的扶正效果。
61.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
62.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。