钻孔搅拌机用联轴器的制作方法

本发明涉及一种钻孔搅拌机用联轴器(couplerfordrillstirrer)，该钻孔搅拌机用联轴器设置于竖直地构建在海上dcm(deepcementmixing，深层水泥搅拌)专用船和陆上dcm专用设备上的钻孔搅拌机而用来保持螺旋钻轴的旋转灵活性并容许旋转游隙。

背景技术：

一般来讲，为了开挖地下地基或建筑用地的地基并打下建筑物的基础而在利用钻孔搅拌机，尤其，地基开挖利用钻孔搅拌机的螺旋钻装置。

螺旋钻装置在搅拌杆附着有钻孔钻头，螺旋钻装置用来使钻孔钻头旋转而对地下进行搅拌和开挖并投入固化剂等而进行混合，而对于螺旋钻装置来讲，螺旋钻轴只有旋转才可掘进地基。

大多数现有螺旋钻轴在旋转过程中由于对地基的掘进性而具有严重的旋转游隙，而就这种严重的旋转游隙而言，因螺旋钻轴周边零部件之间的严重摩擦而导致零部件严重磨耗，并由此而带来频繁更换零部件的问题，不仅如此，在开挖硬质地基过程中还会发生过度超过所设定的目标开挖面积即标准立方米(m3)的面积的问题。

鉴于这些原因，作为旨在限制螺旋钻轴的旋转游隙的方案，公开有或在利用在螺旋钻轴上适用了联轴器的各种技术，但联轴器严重控制对于螺旋钻轴的旋转游隙的限制，因此在掘进地基过程中，螺旋钻轴的旋转游隙全然不产生而导致削弱螺旋钻轴的剪切力，因而发生螺旋钻轴破损(断裂)的情况。

不仅如此，由于在螺旋钻轴上适用了联轴器，因而螺旋钻轴在旋转过程中仅执行严格的旋转动作，从而不能具体实现适当的旋转游隙，这增加螺旋钻轴的各旋转动力零部件的运转负荷。

进而，就适用于现有螺旋钻轴的联轴器而言，由于泥浆和泥球中含有的各种细土颗粒在掘进地基过程中就会向内部渗透流入，因此联轴器内部的轴承零部件旋转也在呈发生问题趋势。

另一方面，作为涉及地基开挖装置的技术公开有授权专利第10-1410167号(授权日：2014年12月25日)、授权专利第10-1563159号(授权日：2015年10月20日)、授权专利第10-1263944号(授权日：2013年04月30日)、授权专利第10-1052548号(授权日：2011年07月22日)、授权专利第10-1069107号(授权日：2011年09月23日)、授权实用新型第20-0462768号(授权日：2012年09月21日)、授权专利第10-1202359号(授权日：2012年11月12日)、授权专利第10-1230320号(授权日：2013年01月31日)、授权专利第10-1274671号(授权日：2013年06月07日)等。

【在先技术文献】

【专利文献】

专利文献1：授权专利第10-1410167号(2014年12月25日)

专利文献2：授权专利第10-1563159号(2015年10月20日)

专利文献3：授权专利第10-1263944号(2013年04月30日)

专利文献4：授权专利第10-1052548号(授权日：2011年07月22日)

专利文献5：授权专利第10-1069107号(授权日：2011年09月23日)

专利文献6：授权实用新型第20-0462768号(授权日：2012年09月21日)

专利文献7：授权专利第10-1202359号(授权日：2012年11月12日)

专利文献8：授权专利第10-1230320号(授权日：2013年01月31日)

专利文献9：授权专利第10-1274671号(授权日：2013年06月07日)

技术实现要素：

(发明所要解决的问题)

旨在克服前面所述的各种问题的本发明，其目的在于提供一种钻孔搅拌机用联轴器，该钻孔搅拌机用联轴器在开挖地下或建筑用地地基过程中保持并提高螺旋钻轴的旋转性能并且对螺旋钻轴容许适当的旋转游隙。

(解决问题所采用的措施)

旨在达到前面所述的各个目的的本发明提供一种钻孔搅拌机用联轴器，该钻孔搅拌机用联轴器的一个特征在于，构成为包括：壳体部，其在以包裹与螺旋钻轴连接的旋转轴的构造插入有该旋转轴的状态下使上述旋转轴旋转灵活并减少旋转负荷；以及倾斜(tilting)部，其一端与上述壳体部的外表面中央配合且另一端与支撑上述螺旋钻轴的支撑轴或底座配合，并在上述螺旋钻轴的掘进过程中对于上述螺旋钻轴容许游隙，从而防止上述螺旋钻轴和其周边各零部件的破损和磨耗。

根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的另一个特征在于，上述倾斜部构成为进一步包括：配合板，其与上述支撑轴或上述底座配合；倾斜壳体，其位于上述配合板的上表面且构成为圆筒状；以及倾斜引导件，其与上述壳体部的外表面中央配合，且容纳于上述倾斜壳体的内部并进行倾斜以容许上述螺旋钻轴的游隙。

根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的另一个特征在于，上述倾斜壳体构成为进一步包括：倾斜空间，其容许上述倾斜引导件的倾斜；以及倾斜控制坎，其位于上述倾斜空间的上部，并具有相对比上述倾斜空间的直径小的直径，且执行限制上述倾斜引导件的倾斜的控制。

根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的另一个特征在于，上述倾斜引导件构成为进一步包括：圆盘状倾斜部件，其容纳于上述倾斜空间，并根据上述螺旋钻轴的掘进过程中所产生的游隙而倾斜；以及联结部件，其以短圆柱构造从上述倾斜部件的上表面突出并与上述壳体部的外表面中央配合。

根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的另一个特征在于，上述壳体部构成为进一步包括：圆筒壳体，其在中央具有通孔状中孔；多个轴承，其沿着上述圆筒壳体的两侧端的周缘内周保持一定间距而容纳于上述圆筒壳体内部，且对于插入于上述圆筒壳体的中孔的旋转轴进行轴向支撑，并且提高旋转轴的旋转性能；密封部件，其嵌入上述旋转轴并在上述圆筒壳体的两侧端以覆盖上述轴承的一部分的构造进行密封；以及凸缘，其嵌入上述旋转轴并以紧贴上述密封部件的方式具备于上述圆筒壳体的两侧端。

根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的另一个特征在于，上述圆筒壳体进一步包括：多个容纳槽，其以一定间距沿着两侧端的周缘内周形成，并具有以规定的深度朝向内部凹陷的凹坑状，且容纳上述轴承；以及安置处，其在上述多个容纳槽彼此之间沿圆周方向具有阶梯构造以安置上述密封部件。

根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的另一个特征在于，上述轴承进一步包括：螺柱(stud)；保持架，其以包裹上述螺柱的一侧部位的构造来固定；多个滚针，其在上述保持架内保持一定间距，并以能够旋转的方式排列；侧板，其以覆盖上述保持架的构造来包裹上述螺柱的一侧部位并固定于上述保持架的外侧；以及外圈，其包裹包括上述侧板在内的上述保持架和上述滚针，并以能够旋转的构造来设置；上述保持架防止上述各滚针的偏斜(skew)现象。

(发明的效果)

如上所述，根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器能够防止泥浆和泥球中含有的各种细土颗粒在开挖地下或建筑用地地基过程中的渗入，因此减少联轴器的故障从而能够延长联轴器的使用寿命，由此还能够期待保持并提高螺旋钻轴的旋转性能的效果。

另外，根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器在开挖地下或建筑用地地基过程中对于螺旋钻轴的旋转提供适当的游隙，从而具有能够减少螺旋钻轴破损的效果。

另外，根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器减少对于螺旋钻轴的旋转所需周边各零部件(轴承、马达轴及其他)的磨耗，从而具有还能够延长周边各零部件的使用寿命的效果。

并且，根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器对于螺旋钻轴提供适当的旋转游隙，因而在不超出所设定的目标开挖面积的范围内能够满足目标开挖面积，且还能够期待减少螺旋钻轴的旋转负荷以及减少马达的运转负荷的效果。

附图说明

图1是图示了根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的外观的立体图。

图2是将图示于图1的联轴器的外观从另一角度观察的、图示了其外观的立体图。

图3是图示于图1的联轴器的分解图，是省略了旋转轴的联轴器的分解立体图，是壳体部和盖体的分解立体图。

图4是图示于图1的联轴器的分解图，是省略了旋转轴的联轴器的分解立体图，是壳体部和盖体以及倾斜部的分解立体图。

图5是为了掌握根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器的内部配合构造而图示的联轴器的纵截面构造立体图。

图6是图示于图5的联轴器的纵截面的主视图。

图7是图示于图6的联轴器的左视图。

图8是图示于图6的联轴器的右视图。

图9是仅将图示于图5的壳体部的圆筒壳体进行纵截面处理而图示的立体图。

图10是图示于图9的圆筒壳体的纵截面的主视图。

图11是图示于图10的圆筒壳体的一个侧视图。

图12是将图示于图5的旋转轴的用于掌握内部构造的剖视图和旋转轴的左、右视图一并图示的图。

图13是将对图示于图1至图4的盖体的剖视图和盖体的左、右视图一并图示的图。

图14是将对图示于图1至图6的凸缘的剖视图和凸缘的左视图一并图示的图。

图15是将对图示于图1至图8的倾斜部的倾斜壳体的剖视图和倾斜壳体的左视图一并图示的图。

图16是对图示于图1至图8的倾斜部的倾斜引导件的立体图。

图17是图示于图16的倾斜引导件的主视图。

图18是将对图示于图1至图8的倾斜部的配合板的剖视图和配合板的左视图一并图示的图。

图19是用于表示图示于图2至图5的轴承的详细构成的立体图。

(附图标记的说明)

100：壳体部；110：圆筒壳体；120：轴承；130：密封部件；

131：密封外圈；132：密封内圈；140：凸缘；200：盖体；

300：倾斜部；310：配合板；320：倾斜壳体；330：倾斜引导件

具体实施方式

需要注意的是，在本发明中附图是为了使说明清楚、便于说明起见夸张而图示的，实施例并不限定本发明的权利范围，其只是本发明的权利要求书中所提示的构成要素的例示性事项而已，本发明的权利范围应当基于贯穿整个说明书的技术思想来解释。

本发明为涉及钻孔搅拌机用联轴器的技术，本发明的申请人所申请并已授权的专利第10-1666141号公开了一种螺旋钻装置1，该螺旋钻装置1构建于竖直地设置在dcm(deepcementmixingmethod)专用船上的框架构件2即底座旁边，牢固地支撑这种螺旋钻装置1的底座也能够适用于本发明，不仅如此，为了确保对于各螺旋钻轴120的旋转动作的稳定性而在中央支撑各螺旋钻轴120的支撑轴300也能够适用于本发明。这里，上述dcm专用船是指海上dcm专用船，当然，陆上的dcm专用设备也能够适用于本发明。

以下，参考附图详细说明本发明。

如图1和图2中所图示，根据本发明的钻孔搅拌机用联轴器能够包括壳体部100、构成于上述壳体部的一端的盖体200、以及构成于上述壳体部的下端的倾斜部300。

这里，上述壳体部100可参考图3至图6的附图和图9至图11的附图。这种上述壳体部100由圆筒壳体110构成，上述圆筒壳体110能够包括：中孔111，其贯通中央；多个容纳槽112，其沿着一端和另一端的周缘内周保持规定的间距而形成；以及安置处113，其在上述各容纳槽彼此之间形成阶梯。上述各容纳槽112各自在其内部中央进一步形成有插入孔112a。

进而，在沿着上述圆筒壳体110的中央贯通的上述中孔111中以能够旋转的构造插入有旋转轴210，在多个上述容纳槽112中以能够旋转的方式分别容纳各单独轴承120从而实现上述旋转轴210的旋转灵活性，且在上述轴承120的外侧设置有密封部件130，由于密封部件130的密封而防止有可能渗入上述轴承120与上述旋转轴210之间的泥浆(slurry)和泥球(mudball)的流入，上述密封部件130的外侧为嵌合形成有如图14那样的阶梯141的凸缘140的构造。这里，上述旋转轴210可用作与螺旋钻轴连接而一起旋转的含义的用语。

上述密封部件130是一种压盖密封件(glandpacking，stuffing)，其如图5和图6那样由密封外圈131和密封内圈132构成，上述密封外圈132在上述轴承120的外侧以螺栓构造与上述轴承120配合，上述密封内圈131不仅密封上述密封外圈131与上述旋转轴210之间，还密封上述轴承120的外侧。

就这种上述密封部件130而言，以上述密封外圈131围裹旋转轴210的圆周并向其缝隙嵌入密封内圈132而朝向旋转轴210方向进行挤压，从而以贴紧密封件和旋转轴210的方式构成，因而能够使有可能流入上述轴承120和上述旋转轴210的液态物质的漏泄最小化，并能够阻止泥浆的流入。当然，不仅阻止上述泥浆的流入，还阻止泥球的流入，而这里泥浆和泥球是在地下的地基开挖过程中使用的用语，将其解释为地基的土和水泥以及水混合在一起的混合物的含义也无妨。

即、在混合物中也含有如砂子那样的各种细颗粒，在砂子的各种细颗粒渗入到如轴承那样要求具有旋转性能的旋转零部件单元的情况下，会降低旋转零部件单元的旋转性能，还导致腐蚀的问题。然而，本发明中所公开的轴承120就能够防止这种细砂颗粒的渗入并能够防止发生腐蚀问题。

另一方面，上述轴承120是耐腐蚀性优良的不锈钢材质的导辊，其为紧凑且高刚性轴附着型轴承的一种，如图19中所图示，上述轴承120能够由螺柱121、外圈122、侧板123、保持架124、滚针125构成。

这里，上述保持架124能够以环抱上述螺柱121的一侧周缘部位的形态构成，上述滚针125能够以在上述保持架124内保持一定间距而排列的构造来构成，上述侧板123能够以覆盖上述保持架124的两外侧的形态构成，上述外圈122由包裹上述侧板123、上述保持架124以及上述滚针125并能够旋转的构造构成。尤其，上述外圈122进一步包括构成于其内部两侧的密封件122a，因此能够阻止有可能渗入到上述滚针125的泥浆和泥球中含有的各种细土颗粒的流入。

上述外圈122由于与上述的旋转轴210接触而进行旋转运动，因此设计成能够承受冲击载荷的较厚的厚度，上述保持架124防止排列在其内部的滚针125的偏斜(skew)，从而能够提高上述外圈122的旋转性能并使得上述外圈122能够高速旋转。上述偏斜(skew)是含义为倾斜的用语，这里是指滚针125倾斜而不可能具体实现理想的旋转的状态。

另一方面，上述盖体200以覆盖上述旋转轴210的两端的构造来配合，如图13所示，这种上述盖体200在其中央形成有第一孔200a，且以上述第一孔为中心在与其相邻的部位形成有对称构造的第二孔200b和第三孔200c，而上述第一孔200a是水和水泥的混合物所注入的孔，上述第二孔200b可以是用来喷射高压水的注入孔，上述第三孔200c可以是用来喷射普通水的注入孔。

这里，上述盖体200能够以形成于上述盖体200的上述的第一孔200a、第二孔200b、以及第三孔200c与如图12那样沿着上述旋转轴210的长度贯通的第一供给通道210a、第二供给通道210b、以及第三供给通道210c一致的方式与上述旋转轴210的两端配合。

因此，水和水泥的混合物能够经过上述盖体200的第一孔200a并通过上述旋转轴210的第一供给通道210a而移动供给，高压水能够经过上述盖体200的第二孔200b并通过上述旋转轴210的第二供给通道210b而移动供给，普通水能够经过上述盖体200的第三孔200c并通过上述旋转轴210的第三供给通道210c而移动供给。

另一方面，上述倾斜部300是包括配合板310、倾斜壳体320、倾斜引导件330的构成，上述配合板310用来使其底面与钻孔搅拌机的底座或支撑轴配合，上述配合板310可参考图18，上述倾斜壳体320用来与上述配合板310的上表面配合而容许上述旋转轴210的游隙，上述倾斜壳体320可参考图15，上述倾斜引导件330容纳于上述倾斜壳体320的内部，上述倾斜引导件330的上表面与插入有上述旋转轴210的上述圆筒壳体110的外表面中央配合，从而用来容许与上述旋转轴210连接的螺旋钻轴的游隙，上述倾斜引导件330可参考图16和图17。就上述旋转轴210而言，能够与螺旋钻轴直接连接而配合，或如本发明那样还能够使以覆盖上述旋转轴210的状态配合的盖体200与螺旋钻轴连接而配合。

即、上述倾斜引导件330能够由容纳于上述倾斜壳体320的内部而进行倾斜的圆盘状倾斜部件331和自上述倾斜部件的上表面突出规定的高度的圆柱型联结部件332构成。上述联结部件332用来与上述圆筒壳体110的外表面中央配合。

尤其，上述倾斜壳体320由于由圆筒状倾斜空间321和位于上述倾斜空间的上部且其直径相对比上述倾斜空间的直径小的倾斜控制坎322构成，因此上述倾斜部件331作为上述的倾斜引导件330在上述倾斜空间321执行倾斜动作，在上述倾斜控制坎322执行对于上述倾斜部件332的倾斜动作的限制控制。

之所以需要这种上述的倾斜部300是为了在开挖地下地基过程中容许螺旋钻轴的旋转游隙，而螺旋钻轴的旋转游隙范围优选在1mm至5mm的范围。在螺旋钻轴的旋转游隙小于1mm的情况下，在掘进过程中螺旋钻轴的游隙受限而会削弱螺旋钻轴的剪切力以致减少螺旋钻轴的破损，并且还会减少螺旋钻轴的旋转所需的周边零部件(轴承、马达轴、凸缘及其他)的破损。

与此相反，在螺旋钻轴的旋转游隙大于5mm的情况下，在掘进过程中发生过度地超过所设定的目标掘进面积的问题，从而存在需要变更掘进面积设计或重新进行掘进作业的问题，螺旋钻轴的严重的旋转游隙增加螺旋钻轴的旋转所需的各零部件的磨耗。

以下，说明本发明的作用关系如下。

本发明的钻孔搅拌机用联轴器与螺旋钻轴连接，该钻孔搅拌机用联轴器是在贯通了圆筒壳体110的中央的中孔111插入有旋转轴210的构造，在上述圆筒壳体110的两侧端周缘形成有彼此保持一定间距的多个容纳槽112，在各容纳槽112中容纳各单独轴承120，密封部件130嵌入上述旋转轴210且以覆盖上述各容纳槽112的一部分的方式并以螺栓方式与上述各轴承120的外圈122配合，以防上述各轴承120脱离，在上述密封部件130的外侧，形成有阶梯141的凸缘140以插入有上述旋转轴210的状态与上述密封部件130紧贴。

此时，上述各单独轴承120的外圈122以与上述旋转轴210接触的方式承受上述旋转轴210的载荷并增进上述旋转轴210的旋转灵活性，这里，上述密封部件130阻止在螺旋钻轴的掘进过程中各种细砂颗粒流入上述各单独轴承120的内部或流入各单独轴承120的外圈122与旋转轴210之间。

即、上述密封部件130由密封外圈131和密封内圈132构成，上述密封外圈131以与上述各单独轴承120的外圈122螺栓配合的方式进行密封，且以密封内圈132被密封在上述密封外圈131的下端缝隙中的构造来对各外圈131和旋转轴210进行密封。

这里，上述轴承120当然也能够通过构成于外圈122的内部的密封件122a而防止有可能流入滚针125的各种细砂颗粒的流入，保持架124防止滚针125的偏斜(skew)现象，从而能够减少外圈122的旋转误动作。

这样，通过设置于圆筒壳体110的两侧端的密封部件130和凸缘140以及单独轴承120自身的密封完善而阻止各种细砂颗粒在螺旋钻轴的掘进过程中流入，从而保持并提高旋转轴210的旋转灵活性，因而还能够期待使螺旋钻轴灵活地旋转的效果。

进而，在螺旋钻轴的掘进过程中以与圆筒壳体110的外表面中央配合的状态与底座或支撑轴配合的倾斜部300对于螺旋钻轴的旋转提供适当的游隙，而在螺旋钻轴产生游隙时容许圆筒壳体110也同时产生游隙。

即、在圆筒壳体110产生游隙的情况下倾斜部件331作为倾斜引导件330能够以在倾斜壳体320的倾斜空间321倾斜的方式容许圆筒壳体110的游隙，倾斜控制坎322执行限制倾斜部件331的倾斜的控制，从而能够将圆筒壳体110的游隙强制控制在适当的水平。

这里，从倾斜部件331的上表面突出的联结部件332由于与上述圆筒壳体110的中央外表面配合，因此担负向上述倾斜部件331传递上述圆筒壳体110的游隙动作的功能。当然，由于配合板310与底座或支撑轴配合，因此倾斜部件331倾斜时也能够在底座或支撑轴方向保持牢固的固定状态而不会摇动。

这样，倾斜部300在掘进过程中在螺旋钻轴产生游隙时能够将由于旋转轴210的游隙转移而引起的圆筒壳体110的游隙容许并控制在适当的水平，从而防止螺旋钻轴无游隙或游隙过度，因而不仅能够减少螺旋钻轴的剪切力削弱所导致的螺旋钻轴的破损，而且还能够减少螺旋钻轴的旋转所需的周边各零部件的破损或磨耗。