一种切割刀排、刀排组及钻具

1.本实用新型属于建筑机械领域，特别是涉及一种切割刀排、刀排组及钻具。


背景技术：

2.柱列式地下连续墙在我国建筑基坑支护工程中应用广泛。柱列式地下连续墙技术是由专用的多轴钻机，驱动一组钻杆，分阶段钻进土层，待达到目标深度后升回地面，在钻杆钻入或者升回期间，钻头端部都可以向搅松的土壤中注入水泥浆液，两者相互混合搅拌后，构筑成一段水泥土墙体；然后再进行下一段水泥土墙体的施工，并且使相邻的两段墙体有重合搭接；重复上述施工，即可构筑成一条地下水泥土墙体；在水泥土墙体未固化之前，一般会插入型钢，以此达到提高墙体强度的目的，在水泥土墙体固化后，就构筑成一条柱列式的地下连续墙。
3.现有技术中，多轴钻具的钻杆为直钻杆，如附图6(a)所述，钻杆回转时形成的钻孔为圆形，多个连续钻孔形成的槽体有效宽度a小于钻杆直径，致使构筑成的墙体有效厚度小于设计要求，同时无效厚度部分b的材料完全浪费。
4.在现有技术的改进中，有的方案在钻杆上设置弯曲段，并在弯曲段安装切割装置，让弯曲段犹如凸轮一样，当钻杆转动时，进一步切宽槽体。该现有技术在实施时，为确保切割装置是在槽体侧面往复运动而不是围绕钻杆圆周运动，要求确保切割装置的刀排组至少要同时连接到两根钻杆上，如此一来，当设置上下两层交替刀排组时，必须要保证至少四根钻杆才能实现目标效果，在实际施工中，常用的三轴钻机难以适用，因为当第一和第三钻杆连接一个刀排组后，剩余的中间钻杆不足以连接另一刀排组，如上所述单一的旋转连接会使刀排组相对钻杆转动，而不能形成往复的切割运动；另外，现有切割刀排和刀排组的切割阻力极大，切割刃口和切割齿设计不合理，施工时全靠大力矩强行与土层剐蹭，对刀排组和钻机的损害性极大。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种切割刀排、刀排组及钻具，用于解决现有技术中组合切割刀排不能运用于三轴钻具上，且现有技术的组合切割刀排其切割刃口和切割齿设计不合理，导致切割阻力大、对刀排组和钻机损害性大的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种切割刀排、刀排组及钻具。
7.其中，本实用新型实施例的切割刀排包括，紧箍件、滑移块、基板和切割齿，所述切割齿分布于所述基板外侧，所述紧箍件和两个所述滑移块固定连接于所述基板内侧，所述紧箍件位于所述基板中部，两个所述滑移块对称固定于所述紧箍件两侧。
8.可选的，所述紧箍件主体成弧形，所述紧箍件中部外侧设有第一孔，所述紧箍件两侧对称设置有第二孔，所述第一孔与所述基板上的孔配合，两个所述紧箍件成环形抱合时，相互之间的第二孔配合。
9.可选的，所述切割齿为三角形齿条，且竖向连续设置于所述基板外侧。
10.可选的，所述切割齿为棱柱形，且连续设置于所述基板外侧，所述切割齿的截面沿着棱柱轴线高度逐渐减小。
11.可选的，所述切割齿斜向交叉设置。
12.可选的，所述滑移块靠近所述紧箍件一侧固定设有凸出块。
13.可选的，所述基板两侧逐渐变薄为刃口结构。
14.本实用新型实施例的刀排组包括，旋转装置和两个上述切割刀排，两个切割刀排对称安装于所述旋转装置两侧。
15.可选的，所述旋转装置为剖分轴承。
16.本实用新型实施例的钻具包括，上述刀排组和至少三根位于同一竖直平面的钻杆，每一根所述钻杆在钻头端同一水平层范围内均设有凸出段，所述刀排组旋转安装于第二钻杆的凸出段，第一钻杆和第三钻杆的凸出段从所述刀排组两侧的空槽中穿过，所述钻杆的直径与所述空槽的宽度相等。
17.如上所述，本实用新型的一种切割刀排、刀排组及钻具，至少具有以下有益效果：
18.1.可以适用于常见的三轴钻机：切割刀排上设有切割齿，刀排组包括两个切割刀排，刀排组通过紧箍结构和旋转装置连接在钻杆上，刀排组两侧形成有空槽，空槽的宽度与钻杆的直径相等，使得在只有三根钻杆的钻具中，在第一和第三根钻杆上已经安装其他切割装置后，本刀排组还可以安装于中间的第二根钻杆上，再借助第一和第三钻杆在空槽中的限位作用，也可以实现往复切割土层、扩宽有效槽宽的效果；
19.2.对土层的切割和搅拌效果更好：本实用新型的切割齿垂直于刀排外侧基板面设置，基板侧面成刃口结构，如一个刀刃，且切割齿的截面随着高度逐渐减小，形成上小下大的棱柱形，切割齿整体还斜向连续交叉布置，这样做的好处是，减小了切割齿在土层中的切割阻力，切割齿之间还形成导渣路径，当钻具带动割刀排和刀排组运动时，土层被充分破碎，整个装置集切割和搅拌一体；
20.3.安装方便：两个切割刀排与钻头之间使用剖分轴承连接，在将刀排组安装到钻具的钻杆时，两半轴承对合形成旋转结构，而无需像传统闭环轴承一样沿着钻具的钻杆轴线移动轴承到安装位置，简化了安装和维护过程。
附图说明
21.图1显示为本实用新型的切割刀排示意图。
22.图2显示为本实用新型的紧箍件示意图。
23.图3显示为本实用新型的基板和切割齿示意图。
24.图4显示为本实用新型的刀排组示意图。
25.图5显示为本实用新型的钻具示意图。
26.图6显示为本实用新型与传统钻具成槽效果对比示意图。
27.其中：紧箍件10、第一孔101、第二孔102、滑移块20、凸出块201、基板30、刃口结构301、切割齿40、棱柱形402、旋转装置50、第一钻杆601、第二钻杆602、第三钻杆603、空槽70。
具体实施方式
28.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
29.请参阅图1至图6。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
30.以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
31.本实用新型的一种切割刀排实施例，请参阅图1，包括紧箍件10、滑移块20、基板30和切割齿40，所述切割齿40分布于所述基板30外侧，所述紧箍件10和两个所述滑移块20固定连接于所述基板30内侧，所述紧箍件10位于所述基板30中部，两个所述滑移块20对称固定于所述紧箍件10两侧。
32.在实施时，需要两个切割刀排背靠背安装，形成一个矩形，切割齿位于矩形长边，切割刀排背面中部的两个紧箍件成环形，两个紧箍件抱住目标轴，再拧入紧箍件两侧的螺栓，在拧紧过程中，两个紧箍件不断收紧至夹紧目标。之后当中间的目标轴运动时，两侧的切割刀排也会跟着目标轴运动，实现切割的效果。基板后还固定有滑移块，可以增强基板的力学性能，防止切割时基板因太大的切割力受到破坏。
33.本实施例请参阅图2，所述紧箍件10主体成弧形，所述紧箍件10中部外侧设有第一孔101，所述紧箍件10两侧对称设置有第二孔102，所述第一孔101与所述基板30上的孔配合，两个所述紧箍件10成环形抱合时，相互之间的第二孔102配合。
34.两个紧箍件对合时，相互之间的第二孔是配合的，将目标轴置于两个紧箍件的内凹面之间，再用螺栓穿进第二孔，可以同时将两个切割刀排和目标轴共同锁紧为整体。此种方式的紧箍设计，可以适用于多种直径的目标轴，也即紧箍件是通用的。
35.本实施例请参阅图1，所述切割齿40为三角形齿条，且竖向连续设置于所述基板30外侧。
36.三角形的条式齿条力学性能更好，在竖直方向上，同一根齿条是一个整体，相比于一颗一颗的切割齿，整体的切割齿条能承受更大的切割力。
37.本实施例请参阅图3，所述切割齿40为棱柱形402，且连续设置于所述基板30外侧，所述切割齿40的截面沿着棱柱轴线高度逐渐减小，所述切割齿40斜向交叉设置。
38.将切割齿设为棱柱形，并斜向分布，让棱柱形的棱边为切割刃，与三角形齿条的面切割变为相比，棱柱形线切割的切割阻力更小，同时，棱柱形切割齿还有拔模角度，相互之间斜向连成排，排与排之间有斜向的沟隙，在切割时，可以起到导渣槽的效果，让切出的碎屑沿着沟隙挤到切割面外侧，具有更好的切割效果。
39.本实施例请参阅图1，所述滑移块20靠近所述紧箍件10一侧固定设有凸出块201。
40.当两个切割刀排背靠背安装时，凸出块部分可以相互接触，从而使两个切割刀排
的背部抵在一起，相互之间形成一个整体，进而提高整体强度。
41.本实施例请参阅图3，所述基板30两侧逐渐变薄为刃口结构301。
42.当切割刀排在切割土壤时，是从侧面往复切进的，切割刀排的侧面如果是一个平面，会产生非常大的阻力，甚至可能导致切割刀排卡死，钻具被憋坏等情况，本实施例中，将切割刀排侧面做成线型，犹如一个刃口，有效降低切割阻力，增加切割效果、保护切割刀排和钻具。
43.本实用新型的一种刀排组实施例，请参阅图4，包括旋转装置50和两个上述切割刀排，两个所述切割刀排对称安装于所述旋转装置50两侧。
44.在该刀排组实施例中，两个切割刀排不是直接固定于轴上的，而是通过旋转结构连接，在此情景下，将轴的转动和刀排组的转动分开，当轴既有平移运动又有转动时，如果对刀排组的转动进行限制，则刀排组则只会进行平移运行，从而实现对侧面的切割。
45.本刀排组实施例请参阅图4，所述旋转装置50为剖分轴承。
46.剖分轴承包括多个弧形轴承部分，使用剖分轴承的好处是方便安装，当钻杆很长时，传统的闭环轴承要沿着钻杆轴线滑动到安装位置，而轴承与轴要固定一般是过盈配合，这与滑动是存在矛盾的，实际实施困难，本实施例中使用剖分轴承，几个轴承弧形部分抱拢于轴上形成轴承，安装方便，特别是在长轴和有弯曲的轴上优势明显。
47.本实用新型的一种钻具实施例，请参阅图5，包括上述刀排组和至少三根位于同一竖直平面的钻杆，每一根所述钻杆在钻头端同一水平层范围内均设有凸出段，所述刀排组旋转安装于第二钻杆602的凸出段，第一钻杆601和第三钻杆603的凸出段从所述刀排组两侧的空槽70中穿过，所述钻杆的直径与所述空槽70的宽度相等。
48.在现有的钻具中，多轴钻具的钻杆为直钻杆。如附图6(a)所述，80为钻杆组的轴线，811和812为现有技术钻具的实际有效槽宽，81和82为本实施例钻具的有效槽宽。现有技术中，钻杆回转时形成的钻孔为圆形，多个连续钻孔形成的槽体有效宽度a小于钻杆直径，致使构筑成的墙体有效厚度小于设计要求，同时无效厚度部分b的材料完全浪费。
49.进一步的，钻具的有效槽宽81和82可以通过调整刀排组中紧固件所占用的宽度来调节，也可以通过调整钻杆凸出段的凸出量来调节。
50.具体地，钻具包括设有凸出段的三根钻杆，钻杆的尾部通过齿轮相互啮合连接，相连钻杆之间的转动方向相反。图5为三根钻杆的初始状态，因相连钻杆转动反向相反，当图中第二钻杆的凸出段转到外侧时，第一和第三钻杆的凸出段也正好转到外侧。在这个过程中，第一钻杆和第三钻杆始终卡在刀排组空槽中并可以滑动，从而限制了刀排组跟随第二钻杆的圆周传动，进而使刀排组只能像凸轮结构一样跟随凸出段切向运动，带动刀排组在三根钻杆侧面进行切割。钻具的钻杆在进行一个完整的圆周运动过程中，凸出段会带动刀排组对两侧各进行一次切割，当钻具的钻杆连续转动时，凸出段会带动刀排组重复上述过程往复切割。
51.综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点，具有高度产业利用价值。
52.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精
神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种切割刀排，其特征在于，包括紧箍件(10)、滑移块(20)、基板(30)和切割齿(40)，所述切割齿(40)分布于所述基板(30)外侧，所述紧箍件(10)和两个所述滑移块(20)固定连接于所述基板(30)内侧，所述紧箍件(10)位于所述基板(30)中部，两个所述滑移块(20)对称固定于所述紧箍件(10)两侧。2.如权利要求1所述的切割刀排，其特征在于，所述紧箍件(10)主体成弧形，所述紧箍件(10)中部外侧设有第一孔(101)，所述紧箍件(10)两侧对称设置有第二孔(102)，所述第一孔(101)与所述基板(30)上的孔配合，两个所述紧箍件(10)成环形抱合时，相互之间的第二孔(102)配合。3.如权利要求1所述的切割刀排，其特征在于，所述切割齿(40)为三角形齿条，且竖向连续设置于所述基板(30)外侧。4.如权利要求1所述的切割刀排，其特征在于，所述切割齿(40)为棱柱形(402)，且连续设置于所述基板(30)外侧，所述切割齿(40)的截面沿着棱柱轴线高度逐渐减小。5.如权利要求4所述的切割刀排，其特征在于，所述切割齿(40)斜向交叉设置。6.如权利要求1所述的切割刀排，其特征在于，所述滑移块(20)靠近所述紧箍件(10)一侧固定设有凸出块(201)。7.如权利要求1所述的切割刀排，其特征在于，所述基板(30)两侧逐渐变薄为刃口结构(301)。8.一种刀排组，其特征在于，包括旋转装置(50)和两个如权利要求1-7任一项所述的切割刀排，两个所述切割刀排对称安装于所述旋转装置(50)两侧。9.如权利要求8所述的刀排组，其特征在于，所述旋转装置(50)为剖分轴承。10.一种钻具，其特征在于，包括如权利要求8或9任一项所述的刀排组和至少三根位于同一竖直平面的钻杆，每一根所述钻杆在钻头端同一水平层范围内均设有凸出段，所述刀排组旋转安装于第二钻杆(602)的凸出段，第一钻杆(601)和第三钻杆(603)的凸出段从所述刀排组两侧的空槽(70)中穿过，所述钻杆的直径与所述空槽(70)的宽度相等。

技术总结
本实用新型提供一种切割刀排、刀排组及钻具，属于建筑机械领域。柱列式地下连续墙在我国建筑基坑支护工程中应用广泛，柱列式地下连续墙是由专用的多轴钻机驱动一组钻杆，钻进过程中钻头端部可以向搅松的土壤中注入水泥浆液，构筑成一段水泥土墙体。但是现有技术中，钻杆回转时形成的钻孔为圆形，多个连续钻孔形成的槽体有效宽度小于钻孔直径，致使构筑成的墙体有效厚度小于设计要求。本发明提供一种切割刀排、刀排组及钻具，切割刀排上设有切割齿，刀排组包括两个切割刀排，切割刀排安装在钻具上，当钻具的钻杆转动时，带动切割刀排往复运动切平并扩宽槽体。动切平并扩宽槽体。动切平并扩宽槽体。


技术研发人员：朱碧堂 蔡仙发 刘银芳 江守慈 梁毅 张鲲 刘献刚 苏德垠
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/21