旋挖钻头和旋挖钻机的制作方法

1.本发明涉及桩基施工设备技术领域，尤其涉及一种旋挖钻头以及包括该旋挖钻头的旋挖钻机。


背景技术：

2.钻孔灌注桩由于其施工工艺成熟、承载力高、适用范围广，已被广泛应用于地铁、轻轨、公路、铁路、水利等各个桩基工程中。桥梁桩基础、深基坑围护桩、结构抗拔桩，基本采用钻孔灌注桩。钻孔灌注桩一般采用冲击钻机和旋挖钻机两种施工形式，考虑到现场施工工期比较紧张的情况下，大多数钻孔灌注桩施工均采用旋挖钻机成孔方式。然而，由于常规的旋挖钻钻头多为整体式筒钻或整体式捞砂斗，其根据不同地层在钻头底部安装相适应的钻齿。通过液压马达驱动钻杆，钻杆连接着钻头，在钻杆旋转下降的同时，钻头也跟着旋转并下降，同时钻头上的钻齿开始切削土体(或岩体)。随着钻头的持续下降，钻头内逐步填充着切削掉的钻渣，由于旋挖钻机和钻杆自重都比较重，钻机自重和钻杆自重同时传递到钻头上，使钻头内的钻渣密实的充满钻头整个内部腔室。此时在液压卷扬机的驱动下钻杆开始提升，钻头和钻头内密实的钻渣被一同提升出地面，然后旋挖钻机通过液压马达的旋转，控制着钻杆来回旋转，钻杆带动着钻头出现旋转式抖动，通过多次抖动，钻头内的钻渣在自重和自身惯性的双重作用下与钻头逐渐分离。在抖动分离钻渣的过程中，由于钻杆与钻头不可避免的机械碰撞，此时就会产生巨大的噪音，所以在保证钻孔灌注桩正常施工质量的情况下，如何大幅度降低旋挖钻机倒钻渣时的噪音迫在眉睫。此外，将筒体内的钻渣排泄出来比较困难，因此导致工作效率较低。


技术实现要素：

3.本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
4.根据本公开的一个方面的实施例，提供一种旋挖钻头，其包括钻头本体，所述钻头本体包括筒体，所述筒体具有用于容置钻渣的容置空腔，所述筒体由两个半筒体拼装而成，每个所述半筒体的上部通过铰接转轴与钻尾套铰接，用于所述两个半筒体的所述铰接转轴的轴线是平行的，所述两个半筒体中的至少一个半筒体上设置有导向限位部，所述导向限位部被构造成引导所述两个半筒体拼装在一起并使得当所述两个半筒体拼装在一起时限制所述半筒体的运动。
5.在一种示例性实施例中，在所述两个半筒体中的每个半筒体的拼接边缘附近设置有若干条形板状部，所述条形板状部具有弧形结构，当所述两个半筒体拼装在一起时，所述两个半筒体中的一个半筒体的所述条形板状部延伸到另一个半筒体的内部。
6.在一种示例性实施例中，所述条形板状部通过连接件与所述半筒体连接，且当所述两个半筒体拼装在一起时，所述条形板状部与所述筒体的内表面间隔一距离。
7.在一种示例性实施例中，所述条形板状部上设置有若干倒刺。
8.在一种示例性实施例中，所述条形板状部的数量为多个，设置在所述两个半筒体
中的一个上的条形板状部与设置在所述两个半筒体中的另一个上的条形板状部沿平行于所述半筒体的轴线方向的风向间隔地分布。
9.在一种示例性实施例中，所述筒体还包括多个杆部，所述多个杆部从所述半筒体中的一个半筒体的位于两个拼接边缘之间的中部大致平行到延伸到另一半筒体的内部。
10.在一种示例性实施例中，所述旋挖钻头还包括钻齿，所述钻齿与所述半筒体可拆卸式连接。
11.在一种示例性实施例中，所述筒体的内壁面是光滑的。
12.在一种示例性实施例中，所述筒体的外壁面上设置有耐磨条。
13.根据本公开的另一方面，还提供了一种旋挖钻机，所述旋挖钻机包括根据如上所述的旋挖钻头。
14.根据本公开上述实例性所述的旋挖钻头通过减少钻杆抖动次数和幅度，从而减少钻杆与钻头碰撞的强度，以达到大幅度降低旋挖钻机施工时的噪音。此外，该装置结构简单、使用方便，且可以大大提高工作效率。
15.通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
16.图1示出根据本公开的一个示例性实施例的旋挖钻头在钻孔状态下的示意图。
17.图2示出根据本公开的一个示例性实施例的旋挖钻头在倒渣状态下的示意图。
具体实施方式
18.下面通过实施例，并结合附图，对本公开的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本公开实施方式的说明旨在对本公开的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本公开的一种限制。
19.另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以示出的方式体现以简化附图。
20.图1示出了根据本公开的一种示例性实施例的旋挖钻头的示意图。如图所示，该旋挖钻头包括钻头本体，该钻头本体包括筒体20，该筒体20具有用于容置钻渣的容置空腔。该筒体20由两个分体式的大致半圆筒形的半筒体20a、20b拼装而成，每个半筒体20a、20b的上部通过铰接转轴40a、40b与钻尾套10铰接，用于两个半筒体20a、20b的铰接转轴40a、40b的轴线是平行的，所述两个半筒体20a、20b中的至少一个半筒体20a、20b上设置有导向限位部21，该导向限位部21被构造成引导所述两个半筒体20a、20b拼装在一起并使得当所述两个半筒体20a、20b拼装在一起时限制半筒体20a、20b的运动。
21.根据本公开的旋转钻头在取土(或岩)钻孔后，通过钻杆提出地面，然后利用钻杆快速旋转时产生的离心作用将两个分体式的半筒体20a、20b快速打开而将容置空间内的钻渣瞬间倒出。由于两个分体式的半筒体20a、20b通过铰接转轴40a、40b与钻尾套10相连，在倒出钻渣后钻杆停止旋转，在自重作用下两个分体式的半筒体20a、20b瞬间又恢复原位，继续钻孔作业，如此往复，直至完成钻孔。与普通筒钻和捞砂斗相比，该钻头在倒钻渣时更快
速，在降低施工噪音的同时又能减少倒钻渣的时间等优点，此外，该钻头使用简单方便，且工作效率较高。
22.在根据本公开的一种示例性实施例中，如图2所示，在所述两个半筒体20a、20b中的每个半筒体20a、20b的拼接边缘22a、22b附近设置有若干条形板状部24a、24b，该条形板状部24a、24b具有弧形结构，以使得当所述两个半筒体20a、20b拼装在一起时，所述两个半筒体20a、20b中的一个半筒体20a(20b)的条形板状部24a、24b可以延伸到另一个半筒体20b(20a)的内部。这样，可以在将两个分体式的半筒体20a、20b快速打开时通过条形板状部24a、24b对筒体20内的钻渣进行松散，以便快速倒出钻渣。
23.如图2所示，条形板状部24a、24b通过连接件23a、23b与半筒体20a、20b连接，且当两个半筒体20a、20b拼装在一起时，该条形板状部24a、24b与筒体20的内表面间隔一距离。此外，条形板状部24a、24b的两侧面上设置有若干倒刺25a、25b。这样，可以通过倒刺25a、25b进一步对筒体20内的钻渣，尤其是筒体20内附着性较强的泥土进行松散，以便快速倒出钻渣。
24.如图2所示，条形板状部24a、24b的数量为多个，设置在所述两个半筒体20a、20b中的一个上的条形板状部24a、24b与设置在所述两个半筒体20a、20b中的另一个上的条形板状部24a、24b沿平行于所述半筒体20a、20b的轴线方向的风向间隔地分布。具体地，条形板状部24a通过连接件23a与半筒体20a连接，条形板状部24b通过连接件23b与半筒体20b连接，条形板状部24a和条形板状部24b沿两个半筒体20a、20b的一拼接边缘22a、22b处间隔地分布，对应地，条形板状部24b和条形板状部24a沿两个半筒体20a、20b的另一拼接边缘处间隔地分布，即在同一个水平面内，分别存在一个条形板状部24b和一个条形板状部24a。
25.在一种示例性实施例中，筒体20还包括多个杆部26a、26b，所述多个杆部26a、26b从半筒体20a、20b中的一个半筒体20a、20b的位于两个拼接边缘之间的中部大致平行到延伸到另一半筒体20a、20b的内部。如图2所示，多个杆部26a设置在半筒体21a上，其位于半筒体20a的半圆形的中部，并且多个杆部26a平行地延伸到半筒体20b的内部。类似地，多个杆部26b设置在半筒体21b上，其位于半筒体20b的半圆形的中部，并且多个杆部26b平行地延伸到半筒体20a的内部，其中，杆部26a和杆部26b在垂直于杆部的方向上大致等间隔分布。通过设置杆部26a、26b可以进一步对筒体20内的钻渣，尤其是筒体20内粘性较强的泥土进行松散，以便快速倒出钻渣
26.如图1所示，根据本公开的示例性实施例的旋挖钻头还包括钻齿30a、30b，该钻齿分别设置在相应的半筒体上，优选地，该钻齿与半筒体可拆卸式连接，以便更换钻齿以适用于不同的钻孔对象。
27.在一种示例性实施例中，筒体20的内壁面是光滑的，以避免钻渣粘附在筒体的内壁面上。此外筒体20的外壁面上设置有耐磨条，以提高旋挖钻头的耐用性。
28.根据本公开的另一方面，还提供了一种旋挖钻机，该所述旋挖钻机包括如上所述的旋挖钻头。
29.根据本公开上述实例性所述的旋挖钻头通过减少钻杆抖动次数和幅度，从而减少钻杆与钻头碰撞的强度，以达到大幅度降低旋挖钻机施工时的噪音。此外，该装置结构简单、现场可操作性强、加工简单、使用方便、重复循环使用，且可以大大提高工作效率。实践证明，该钻头施工工作效率可以大幅度提升至少50％。
30.本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
31.虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
32.虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
33.应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

技术特征：
1.一种旋挖钻头，其特征在于，包括钻头本体，所述钻头本体包括筒体，所述筒体具有用于容置钻渣的容置空腔，所述筒体由两个半筒体拼装而成，每个所述半筒体的上部通过铰接转轴与钻尾套铰接，用于所述两个半筒体的所述铰接转轴的轴线是平行的，所述两个半筒体中的至少一个半筒体上设置有导向限位部，所述导向限位部被构造成引导所述两个半筒体拼装在一起并使得当所述两个半筒体拼装在一起时限制所述半筒体的运动。2.根据权利要求1所述的旋挖钻头，其特征在于，在所述两个半筒体中的每个半筒体的拼接边缘附近设置有若干条形板状部，所述条形板状部具有弧形结构，当所述两个半筒体拼装在一起时，所述两个半筒体中的一个半筒体的所述条形板状部延伸到另一个半筒体的内部。3.根据权利要求2所述的旋挖钻头，其特征在于，所述条形板状部通过连接件与所述半筒体连接，且当所述两个半筒体拼装在一起时，所述条形板状部与所述筒体的内表面间隔一距离。4.根据权利要求3所述的旋挖钻头，其特征在于，所述条形板状部上设置有若干倒刺。5.根据权利要求1所述的旋挖钻头，其特征在于，所述条形板状部的数量为多个，设置在所述两个半筒体中的一个上的条形板状部与设置在所述两个半筒体中的另一个上的条形板状部沿平行于所述半筒体的轴线方向的风向间隔地分布。6.根据权利要求1所述的旋挖钻头，其特征在于，所述筒体还包括多个杆部，所述多个杆部从所述半筒体中的一个半筒体的位于两个拼接边缘之间的中部大致平行到延伸到另一半筒体的内部。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的旋挖钻头，其特征在于，所述旋挖钻头还包括钻齿，所述钻齿与所述半筒体可拆卸式连接。8.根据权利要求1-6中的任一项所述的旋挖钻头，其特征在于，所述筒体的内壁面是光滑的。9.根据权利要求1-6中的任一项所述的旋挖钻头，其特征在于，所述筒体的外壁面上设置有耐磨条。10.一种旋挖钻机，其特征在于：所述旋挖钻机包括根据权利要求1-9中的任一项所述的旋挖钻头。

技术总结
公开了一种旋挖钻头和旋挖钻机，该旋挖钻头包括钻头本体，所述钻头本体包括筒体，所述筒体具有用于容置钻渣的容置空腔，所述筒体由两个半筒体拼装而成，每个所述半筒体的上部通过铰接转轴与钻尾套铰接，用于所述两个半筒体的所述铰接转轴的轴线是平行的，所述两个半筒体中的至少一个半筒体上设置有导向限位部，所述导向限位部被构造成引导所述两个半筒体拼装在一起并使得当所述两个半筒体拼装在一起时限制所述半筒体的运动。该钻头通过减少钻杆抖动次数和幅度，从而减少钻杆与钻头碰撞的强度，以达到大幅度降低旋挖钻机施工时的噪音。此外，该装置结构简单、使用方便，且可以大大提高工作效率。高工作效率。高工作效率。


技术研发人员：付款峰 邵晓明 闫冲冲 徐磊 李乐 杨忙乐 李明强 李宁 郑涛 户永帅 张乾 韩枫 刘洪民 刘成志 孟硕
受保护的技术使用者：中铁十四局集团大盾构工程有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/7/18