在滑槽内滑动。其原理是:钻杆I下压，圆形底盘5受到地面的反作用力，进而在圆形底盘5与活动刀片3间形成传力过程，活动刀片3受到向上的力NI。由于活动刀片3顶端与滑槽接触，在滑块31与滑槽顶端之间产生与该二者接触面垂直的反力N2。NI与N2合成为力H，此力H产生一个水平向力，推动活动刀片3向外滑动扩张。一般地，所述滑槽顶端与所述钻杆I轴线的夹角为锐角即可实现活动刀片3的滑动外扩，优选地，该夹角为45°。活动刀片3与圆形底盘5之间的活动关系应满足以下要求:活动刀片3滑动的距离优选为使得刀刃33完全扩张到钻杆I之外，以提高与待扩孔的接触面积；此时，圆形底盘5应上升至行程最高点(优选为与钻杆I底部接触，可通过中心杆6与盲孔2的高度调整实现)，而活动刀片3仍有部分位于滑槽内(优选为滑块31的水平投影宽度)，以保证活动刀片3在转动过程中不会掉出滑槽外，且不会有除刀刃33之外的部分与待扩孔接触，从而保证设备的使用安全性和可靠性。
[0040]如图1-图11，进一步地，所述滑块31宽度大于所述刀身32的厚度，所述滑块31与刀身32连接成T型件，所述滑槽对应设为T型槽。所述T型槽包括斜槽和竖直槽，所述斜槽宽度与所述滑块31宽度相同，所述竖直槽宽度与所述刀身32厚度相同。该种结构可使得活动刀片3与滑槽滑动接触，活动刀片3在转动过程中不会产生晃动，影响扩孔效果。
[0041]如图1-图11，进一步地，所述活动刀片3为两片，在钻杆I底部对应设置两个所述滑槽，所述两个滑槽沿所述钻杆I轴线对称设置。滑槽与盲孔2可紧邻设置，以满足活动刀片3滑动长度要求为准。当然，也可采用三片或四片及以上的活动刀片3进行扩孔操作，根据实际使用需要进行确定。
[0042]如图1-图11，所述滑动垫片4沿中轴线设有容所述中心杆6穿过的通孔，所述滑动垫片4设于所述刀身32底部与所述圆形底盘5之间，所述滑动垫片4与圆形底盘5之间设有滑动介质。即滑动垫片4穿过中心杆6后放置于圆形底盘5上，活动刀片3再置于滑动垫片4上方，以隔离活动刀片3与圆形底盘5。优选地，该滑动介质为润滑油，均匀地涂抹在滑动垫片4与圆形底盘5之间。增设滑动垫片4的原因如下:活动刀片3随同钻杆I转动时，活动刀片3与滑动垫片4之间、滑动垫片4与圆形底盘5之间由于压力的存在，必然存在摩擦力，因此活动刀片3会带动滑动垫片4转动。滑动垫片4与圆形底盘5之间涂抹上润滑油，可极大地减小二者间的摩擦力，这样滑动垫片4就不会带动圆形底盘5转动。如果没有滑动垫片4，活动刀片3直接与圆形底盘5接触，则圆形底盘5就很可能随活动刀片3转动，将会切割洞底，扩孔变为钻孔。而且活动刀片3与圆形底盘5之间的摩擦力比较大时，不利于活动刀片3的滑动。因此设置滑动垫片，减小了刀身32底部的水平摩擦力，有利于活动刀片3相对于钻杆I的滑动；并将钻杆I转动能量大部分用在扩孔切削上，而非用于向下钻孔上。进一步地，所述圆形底盘5底部设有至少一道凹槽，可增大圆形底盘5与待扩孔底部的摩擦力，进一步限制圆形底盘5的转动。
[0043]另外，所述钻杆I外表面设有两条导渣槽7，所述两条导渣槽7为双螺旋结构，方便排渣。
[0044]如图12-图19，本实用新型实施例还提供一种使用如上所述的扩底钻头进行混凝土结构后锚固的方法，包括以下步骤:
[0045]STl:使用普通钻头钻成等径圆孔8。
[0046]ST2:将所述扩底钻头放入所述圆孔8内，所述圆形底盘5底部与所述圆孔8底部接触；下压所述钻杆1，使所述活动刀片3在所述滑槽内滑动至与所述圆孔8壁接触，旋转所述钻杆I进行扩孔，形成扩大孔9。
[0047]ST3:提起所述钻杆I至所述圆形底盘5离开所述圆孔8。
[0048]ST4:选用与所述圆孔8直径相适配的普通膨胀螺栓，将所述普通膨胀螺栓放入所述扩大孔9内；所述普通膨胀螺栓包括膨胀套11和螺杆，在所述螺杆顶端套接空心管10，锤击所述空心管10，使所述膨胀套11底部进入所述扩大孔9的底部。
[0049]ST5:将需要被紧固的部件13套装在所述螺杆上，并通过螺母12固定。
[0050]本实用新型实施例具有以下有益效果:通过钻杆1、活动刀片3和顶推装置间的巧妙结合，使钻头端部形成一个活动机构，只需施加小量的沿钻杆I轴向的力，即可实现活动刀片3沿孔径向扩张。结构简单，制作成本低，使用简便，工人不需培训即可操作，有效提高工作效率。圆形底盘5与滑动垫片的组合作用，有效隔离活动刀片3与孔底混凝土，从而在钻头旋转时，活动刀片3不会切削孔底混凝土，保证扩孔的完整性和扩孔操作的可靠性。设置限位机构使得活动刀片3在停机向外提拉钻杆I时不会掉落在扩孔内，使用可靠。
[0051]本实用新型实施例还具有以下有益效果:采用本实用新型提供的扩底钻头进行混凝土结构后锚固，只需采用普通膨胀锚栓即可实现扩孔型锚栓连接，有效降低后锚固连接成本，且提高后锚固连接的可靠性。
[0052]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种扩底钻头，其特征在于:包括钻杆、活动刀片和顶推装置； 所述顶推装置包括圆形底盘、中心杆和滑动垫片，所述圆形底盘、中心杆和钻杆同轴设置，所述圆形底盘设于所述钻杆下方，所述圆形底盘直径与所述钻杆直径相同；所述钻杆底部设有盲孔，所述中心杆顶部设于所述盲孔内，所述中心杆底端与所述圆形底盘连接；所述盲孔的开口端设有阻止所述中心杆上端离开所述盲孔的限位机构； 所述活动刀片包括刀身和滑块，所述刀身包括刀刃和刀背，所述刀身底部宽度大于刀身顶部宽度，所述刀刃自刀身顶部向刀身底部倾斜设置；所述滑块设于刀身顶部，所述滑块自刀刃侧向刀背侧斜向下倾斜；所述钻杆底部沿径向设有滑槽，所述滑槽顶端自钻杆外表面至钻杆轴线方向斜向下倾斜且斜率与所述滑块的斜率相同；所述滑块与所述滑槽顶端接触，所述刀身底部置于所述圆形底盘上，所述刀刃远离所述中心杆设置，所述活动刀片在所述滑槽内滑动； 所述滑动垫片沿中轴线设有容所述中心杆穿过的通孔，所述滑动垫片设于所述刀身底部与所述圆形底盘之间，所述滑动垫片与圆形底盘之间设有滑动介质。
2.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于:所述滑块宽度大于所述刀身的厚度，所述滑块与刀身连接成T型件，所述滑槽对应设为T型槽。
3.根据权利要求2所述的扩底钻头，其特征在于:所述T型槽包括斜槽和竖直槽，所述斜槽宽度与所述滑块宽度相同，所述竖直槽宽度与所述刀身厚度相同。
4.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于:所述活动刀片为两片，在钻杆底部对应设置两个所述滑槽，所述两个滑槽沿所述钻杆轴线对称设置。
5.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于:所述中心杆为螺杆，所述螺杆包括设于上部的螺纹段和设于下部的直杆，所述直杆的直径小于所述螺纹段的直径；所述盲孔为台阶孔，所述盲孔的开口端为小孔径段，所述小孔径段的直径与所述螺纹段的直径相同，所述限位机构为设于所述小孔径段上的内螺纹。
6.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于:所述滑动垫片与所述圆形底盘之间涂抹有润滑油。
7.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于:所述圆形底盘底部设有至少一道凹槽。
8.根据权利要求1所述的扩底钻头，其特征在于:所述钻杆外表面设有两条导渣槽，所述两条导渣槽为双螺旋结构。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的扩底钻头，其特征在于:所述滑槽顶端与所述钻杆轴线的夹角为45°。
【专利摘要】本实用新型涉及一种扩底钻头，包括钻杆、活动刀片和顶推装置。顶推装置包括圆形底盘、中心杆和滑动垫片，圆形底盘、中心杆和钻杆同轴设置，圆形底盘设于钻杆下方，圆形底盘直径与钻杆直径相同；钻杆底部设有盲孔，中心杆顶部设于盲孔内，中心杆底端与圆形底盘连接；盲孔的开口端设有阻止中心杆上端离开盲孔的限位机构。活动刀片置于圆形底盘上，刀刃远离中心杆设置，活动刀片在滑槽内滑动从而向钻杆外扩张或向钻杆内收缩。滑动垫片设于刀身底部与圆形底盘之间，滑动垫片与圆形底盘之间设有滑动介质。本实用新型结构简单，制作成本低，使用简便，工人不需培训即可操作，有效提高工作效率。
【IPC分类】E21B10-32, E21B7-28
【公开号】CN204511304
【申请号】CN201520147455
【发明人】倪文兵, 彭扬
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月16日