专利名称：变刚度桩钻孔扩盘机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑领域，尤其是一种适用于制作各种基础变刚度桩的钻孔扩盘机。
目前，我国建筑行业打桩普遍采用等截面圆直杆钻孔灌注桩，这种桩桩基靠摩擦力，承载力低，稳定性差，存在着打桩根数多，费钱费料费工期的不足，尤其对复杂的软基层，易造成基础整体下沉或不均匀下沉，在技术上给设计和施工带来困难。通过检索，中国发明专利(专利号为89107846.0)公开了一种“多分支、承力盘基础加固砼承载桩”，开创了变刚度桩的新纪元。但该专利技术也有一定的缺点该专利技术应用时，需在钻孔完成钻机退出后方可工作，而且一个盘要挤6-8次，时间长，桩孔沉渣多，两次导管清孔且效果不佳，影响成桩质量；在粘土层成盘不理想，出现此消彼长、揉面团似的不良效果，掉渣掉块，有时甚至不能成盘；因使用液压扩盘，对于不同的土质，难于掌握准确的成盘尺寸；成盘多次挤扩，易挤出离散土块，清孔时不易排出，易裹进桩砼内，影响桩身砼密实度和桩身强度。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，准确成盘，桩身质量好，钻孔扩盘整机一体化的变刚度桩钻孔扩盘机。
本实用新型是这样实现的在钻杆上同轴装有一转筒，在转筒内的钻杆上分别通过钻杆上制的棘轮驱动啮合转筒内壁制的齿条的齿轮，驱动蜗杆啮合蜗轮旋转并通过锥齿轮向转筒外与钻杆轴线平行输出传动轴，该传动轴端装有成型刀。
转筒内壁制的齿条与齿轮之间有对称啮合的两个行星齿轮，蜗杆对称啮合两个蜗轮，该两个蜗轮的一端均制有锥齿轮，并分别啮合另外两个锥齿轮输出两个传动轴。传动轴上制有棘轮以实现成型刀的摆动，传动轴上装有成型刀的复位弹簧。钻杆正转时带动钻杆端部固装的钻头进行钻孔，反转时通过棘轮驱动转筒、传动轴转动，传动轴驱动成型刀摆动。成型刀摆动最大角度为180度，并在该位置时复位弹簧使成型刀复位。
本实用新型的优点和积极效果是1．结构简单，钻孔、扩盘整机一体化，一种设备，一支施工队伍，一次完成钻孔、扩盘成型，一次清孔，施工简单，确保质量；2．适应各种土层，高速旋转，两片成型刀，边挤边扩以避免掉渣掉块，成盘精良；3．成型刀摆动180度，自动停机，科学计量成型尺寸，满足设计要求；4．正转钻孔，反转扩盘，操作简便。钻孔进尺时，可在地面增加能反映土层软硬与进尺深度相关的装置，绘出曲线，核对检验地质勘察报告提供的土层是否符合实际，有效控制盘位确实成盘在较硬土层上，确保工程质量达到设计要求。
图1为正面结构剖视图；图2为图1的A-A向俯视图；图3为侧面结构剖视图；图4为图3的B-B向俯视图。
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述在钻杆4上同轴装有由上筒1和下筒15组成的转筒，该转筒通过钻杆上制的轴肩套装在钻杆上并通过轴肩上的滚珠6实现相对转动。转筒内的钻杆上制有棘轮，分为上棘轮5和下棘轮9，上棘轮上装有一齿轮3，该齿轮通过棘爪7与上棘轮制动。上筒内壁制有齿条，该齿条与齿轮间啮合有两个对称运行的行星齿轮10，该行星齿轮装在上筒内壁和下筒内壁制的隔板14上(参见图3)。下棘轮装有蜗杆11，该蜗杆通过棘爪8与下棘轮制动。为加大制动力，本实施例有两组棘爪制动下棘轮。蜗杆对称啮合有其轴装在下筒内壁的隔板上且其上压有压板24并用螺钉23紧固的两个蜗轮12，两个蜗轮一端均制有主动锥齿轮，分别与两个被动锥齿轮22相啮合，被动锥齿轮下端装有传动轴20，该传动轴穿过下筒并与钻杆的轴线平行，上筒与下筒通过螺钉13紧固。两个传动轴的端部均通过棘轮19装有成型刀16，该成型刀通过装在传动轴上的复位弹簧21复位。成型刀在棘爪18作用下可以向外摆动，其摆动的最大角度为180度，并在该角度下复位弹簧使成型刀复位。
钻杆端部固装有一钻头17，钻杆与钻机上的钻杆通过联轴器2相连接。为使整个机构不受钻孔内泥浆侵扰，在上筒与下筒之间、转筒与钻杆相连部位，均装有密封(本实施例中未示出)。两个成型刀处于复位状态时，其外径及转筒的外径均小于钻头的外径。
本实用新型的工作原理为钻机带动钻杆旋转时，钻机的钻杆通过联轴器带动钻杆旋转。正转时，钻杆仅带动钻头旋转，实现钻孔；反转时，在上棘轮作用下，齿轮与钻杆同步旋转，齿轮通过行星齿轮驱动上筒的齿条使转筒低速旋转，与此同时，下棘轮驱动蜗杆啮合蜗轮旋转，并通过主动锥齿轮驱动被动锥齿轮，改变传动方向，被动锥齿轮带动与钻杆轴线平行的传动轴旋转，在传动轴棘轮的作用下，实现成型刀向外摆动，在成型刀摆到最大角度180度时(附图4虚线所示)，钻机停转，成型刀在复位弹簧作用下复位。
本实用新型为正转向下钻孔；反转时在指定位置扩盘，一次成盘，钻孔扩盘整机一体化。
权利要求1．一种变刚度桩钻孔扩盘机，由钻杆、钻头构成，其特征在于在钻杆上同轴装有一转筒，在转筒内的钻杆上分别通过钻杆上制的棘轮驱动啮合转筒内壁制的齿条的齿轮，驱动蜗杆啮合蜗轮旋转并通过锥齿轮向转筒外与钻杆轴线平行输出传动轴，该传动轴端装有成型刀。
2．根据权利要求1所述的变刚度桩钻孔扩盘机，其特征在于转筒内壁制的齿条与齿轮之间有对称啮合的两个行星齿轮，蜗杆对称啮合两个蜗轮，该两个蜗轮的一端均制有锥齿轮，并分别啮合另外两个锥齿轮输出两个传动轴。
3．根据权利要求1或2所述的变刚度桩钻孔扩盘机，其特征在于传动轴上制有棘轮以实现成型刀的摆动，传动轴上装有成型刀的复位弹簧。
4．根据权利要求1或2所述的变刚度桩钻孔扩盘机，其特征在于钻杆正转时带动钻杆端部固装的钻头钻孔，反转时通过棘轮驱动转筒、传动轴转动，传动轴驱动成型刀摆动。
5．根据权利要求3所述的交刚度桩钻孔扩盘机，其特征在于成型刀摆动最大角度为180度，并在该位置时复位弹簧使成型刀复位。
专利摘要本实用新型涉及一种用于制作各种基础变刚度桩的钻孔扩盘机。其主要结构为,在钻杆上同轴装有一转筒,在转筒内的钻杆上分别通过钻杆上制的棘轮驱动啮合转筒内壁制的齿条的齿轮,驱动蜗杆啮合蜗轮旋转并通过锥齿轮向转筒外与钻杆同轴输出传动轴,该传动轴端装有成型刀。本实用新型结构简单,钻孔、扩盘成型整机一体化,成盘精良且位置准确,是制备变刚度桩的理想设备。
文档编号E21B7/00GK2314084SQ9723112
公开日1999年4月14日 申请日期1997年12月30日 优先权日1997年12月30日
发明者张佩生 申请人:张佩生