专利名称：振旋器的制作方法
本专利涉及基础工程的钻进设备。
基础工程现有的振冲器和干法振孔器的振动部分，外壳均为钢管，里边是高速轴和偏心块，由电机或油马达驱动。钢管顶端与上部接管之间用弹性体或柔性体铰接。钢管底部为圆锥体。工作时，随着偏心块高速回转钢管发生振动，但不能转动。钢管外皮和孔壁土之间产生很大的摩擦力。这样钢管就受到旋转力矩的作用。为了平衡这个旋转力矩，通常在钢管上焊几个卡进孔壁土的纵向叶片，也有的在地面上用几根缆索拉住上部接管顶部的耳环以强制钢管不转。这就使大量的机械能白白地消耗了，还造成钢管严重发热和磨损。此外，这类装置垂直进深的力量主要靠设备自重，力量不足。干法振孔器在回填土或松散土中的成孔深度只有5-6米，并且不适应稍密实的土层;即使在松散土中如遇稍硬的夹层，也穿不过去。这就限制了它的推广应用。
本专利的目的在于提供一种由振动部分，螺旋钻头、摆转机构和动力部分组成的振旋器，它同时具备水平振动和垂直钻进两个功能，而垂直钻进的动力完全由钢管外皮的摩擦力提供。
本专利的目的是由下述技术方案来实现的，并结合附
图1和2作为实施例来阐述之。
图1是振旋器的构造示意图。
图2是摆转机构的构造示意图。
如图1所示，振旋器是由振动部分(1)、螺旋钻头(5)、摆转机构(4)和动力部分组成的。在振动部分(1)的内部装有高速轴和偏心块，二者固连。高速轴由电机或油马达直接带动。高速轴和偏心块的外部是外套管(2)。外套管(2)的顶端和上部接管(3)之间是摆转机构(4)，它可以各向摆动，同时可以相对转动。外套管(2)的下端设有螺旋钻头(5)。外套管(2)在偏心块的高速旋转下产生水平振动，周期性的挤压孔壁(6)，同时发生摩擦。摩擦力的方向与外套管(2)的转动方向相反。在摩擦力推动下外套管(2)旋转，并带动螺旋钻头(5)-同旋转。这样，孔壁(6)对外套管(2)的摩擦力矩就成为螺旋钻头(5)钻进的动力矩。外套管(2)对孔壁(6)的相对运动实质上是机械传动中的K-H-V型行星运动。孔壁(6)相当于具有内齿圈的太阳轮，外套管(2)则相当于行星轮，后者的自转速度取决于外套管(2)和孔壁(6)二者的直径差。
摆转机构(4)的构造示意图如图2所示。它是由一对推力向心球面滚子轴承(7)、轴向弹性件(8)、径向弹性件(9)、定位螺纹套(10)、外套管(2)和内套管(11)所组成的。内套管(11)(亦可为外套管(2))与上部接管(3)连接。外套管(2)(亦可为内套管(11))为振旋器的管壳。推力向心球面滚子轴承(7)的外圈安装在外套管(2)上。推力向心球面滚子轴承(7)的内圈安装在内套管(11)上。轴向弹性件(8)安装在推力向心球面滚子轴承(7)的轴向一侧，而径向弹性件(9)则安装在它的径向一侧。定位螺纹套(10)拧接在外套管(10)的顶端。推力向心球面滚子轴承(7)自动调心，两个轴承对称布置，它们的球面中心重合在一起，综合形成一个万向铰。轴向弹性件(8)和径向弹性件(9)的变形也参与万向铰的摆动。实质上整个摆转机构可以看作一个摆角很小，具有弹性的空心球铰，里面有高速轴(12)通过。高速轴(12)上的万向节(13)的中心与这个空心球铰的中心重合。
螺旋钻头(5)固联在外套管(2)的下端，中间部分为圆锥体，其外面按一定螺距焊有螺旋叶片，叶片的外径自上而下缩小，在锥尖处消失，其结构类似于木螺丝顶端。
工作时，振旋器的外套管(2)一边振动，一边转动。成孔作业时、由孔壁(6)摩擦力提供的转矩使螺旋钻头(5)的叶片切削土层，切下的土沿圆锥体的外表面和螺旋叶面上升，升至锥底时就被外套管(2)压向孔壁(6)挤实。成孔后，振旋器拔出孔外，向孔内回填杂物。回填完毕后，振旋器再插入孔内。这时外套管(2)和螺旋钻头(5)反向旋转。回填物受到设备自重压力和叶片反向旋转产生的轴向推力的联合作用，其振实效果显然高于仅仅设备自重的效果，而且被挤的土壤和桩体共同形成复合地基，这也大大提高单桩的承载力。
振旋器的动力有电动和液压两种。液压马达体积小，可以直接安装在振旋器内部或上部接管(3)内。电动振旋器的接管需伸到地面以上，电机安装在接管上端。二种动力部分都用吊车悬挂工作。
振旋器比干法振孔器成孔深度大，能穿透较硬土层，回填物振实效果好，并形成复合地基。同时，设备发热和磨损减轻，机械效率高。
权利要求
1.一种由振动部分(1)、螺旋钻头(5)、摆转机构(4)和动力部分组成的振旋器其特征在于A摆转机构(4)是由一对推力内心球面滚子轴承(7)、轴向弹性件(8)、径向弹性件(9)、定位螺纹套(10)、外套管(2)和内套管(11)所组成，推力向心球面滚子轴承(7)的外圈安装在外套管(2)上而内圈安装在内套管(11)上，轴向弹性件(8)安装在推力向心球面滚子轴承(7)的轴向一侧，而径向弹性件(9)则安装在它的径向一侧，定位螺纹套(10)拧接在外套管(2)的顶端，一对推力向心球面滚子轴承(7)系对称布置，它们的球面中心重合在一起，并与高速轴(12)上的万向节(13)的中心相重合；B螺旋钻头(5)固接在外套管(2)的下端，中间部分为圆锥体，其外面焊有螺旋叶片，叶片的外径自上而下缩小，在锥尖处消失。
全文摘要
基础工程现有的干法振孔器只产生水平振动力，只适用于松散土中，而且成孔深度只达5-6米。本发明提供一种由振动部分(1)、螺旋钻头(5)、摆转机构(4)和动力部分组成的振旋器。摆转机构是由一对推力向心球面滚子轴承(7)、轴向弹性件(8)、径向弹性件(9)、定位螺纹套(10)、外管套(2)和内管套(11)所组成的。振旋器同时具备水平振动和垂直钻进两个功能，能穿透较硬的土层，成孔深度较大，回填物振实效果好。桩体同其周围被挤密的土形成复合地基。
文档编号E02D3/054GK1055028SQ9010126
公开日1991年10月2日 申请日期1990年3月14日 优先权日1990年3月14日
发明者归丁华 申请人:北京市建筑工程研究所