專利名稱：旋挖臺(tái)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程機(jī)械制造，具體涉及到將套管鉆與螺旋鉆合為一體的成樁施工機(jī)械。
背景技術(shù)：
在鐵路、公路及城市軌道等大型工程施工中鉆孔灌注水泥樁是此類工程的主要內(nèi)容，目前所采用的施工機(jī)械多為單功能機(jī)械，如旋挖鉆、潛水鉆等。這種機(jī)械有成孔取土的功能，但若遇到地下不穩(wěn)定地質(zhì)情況時(shí)如松散的砂類土、軟塑和流塑的粘性土層及松散的碎石類土層，則向下進(jìn)尺速度減慢，而且容易塌孔，這將給灌注水泥樁造成很大的影響。本發(fā)明將原有單一功能的旋挖鉆、潛水鉆等鉆孔機(jī)械設(shè)計(jì)成套管鉆和螺旋鉆合為一體，即套管鉆先鉆入，螺旋鉆在其中取土，當(dāng)注入混凝土?xí)r，套管鉆邊撤出邊注入混凝土。此舉不但減少了混凝土的浪費(fèi)，更為重要的是在保證成樁的質(zhì)量的前提下，將大大提高生產(chǎn)效率，縮短施工周期。本發(fā)明與原有旋挖鉆、潛水鉆的技術(shù)對(duì)比如下表。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種將套管鉆與螺旋鉆合為一體的成樁機(jī)組，亦稱為旋挖臺(tái)車。
以下結(jié)合附圖1～4對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行說明。如附圖所示，本發(fā)明由四部分組成。第一部分是基礎(chǔ)平臺(tái)1和機(jī)架2作為臺(tái)車的支撐，機(jī)架2安裝于基礎(chǔ)平臺(tái)1上。第二部分是螺旋鉆部分；第三部分是套管鉆部分；第四部分是門式起重機(jī)部分。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于由螺旋鉆桿3及其動(dòng)力機(jī)構(gòu)、套管15和驅(qū)動(dòng)套管15的軸向柱塞式液壓馬達(dá)構(gòu)成套管鉆和螺旋鉆合為一體的成樁機(jī)(如圖1)。液壓馬達(dá)5的輸出軸與小齒輪4連接，小齒輪4與大齒輪6相嚙合，大齒輪6安裝于箱體7中并由軸承9作為它的支撐。端蓋8安裝于箱體7上，并對(duì)軸承9限位。帶滑鍵的螺旋鉆桿3安裝于大齒輪6的孔中。由小齒輪4、液壓馬達(dá)5、大齒輪6組成螺旋鉆桿3的動(dòng)力機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)小齒輪4從而帶動(dòng)大齒輪6旋轉(zhuǎn)(如圖2)。螺旋鉆桿3動(dòng)力機(jī)構(gòu)的升降由鉆桿液壓缸10控制，螺旋鉆桿3安裝于套管15的中心。由滑靴16、斜盤17、回程盤18、柱塞19、擋塊20、缸體21、液壓馬達(dá)外殼22、套筒23、向心軸承24、推力軸承25及配油盤26組成驅(qū)動(dòng)套管15的軸向柱塞式液壓馬達(dá)，柱塞式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)套管15旋轉(zhuǎn)?；?6上端面與柱塞19下端球鉸鏈相連，滑靴16位于回程盤18中，滑靴16底面與斜盤17滑動(dòng)接觸。擋塊20裝于缸體21上，套筒23嵌于液壓馬達(dá)外殼22內(nèi)壁，起軸承限位作用。缸體21與液壓馬達(dá)外殼22之間裝有向心軸承24和推力軸承25。向心軸承起旋轉(zhuǎn)定心作用，并承擔(dān)柱塞式液壓馬達(dá)徑向力。推力軸承承擔(dān)柱塞式液壓馬達(dá)的軸向力。配油盤26位于缸體21的頂端(如圖3)。螺旋鉆桿3安裝于套管15的中心，螺旋鉆桿3是由螺旋鉆和鉆桿焊在一起構(gòu)成。由螺旋鉆桿3及其動(dòng)力機(jī)構(gòu)、套管15和驅(qū)動(dòng)套管15的軸向柱塞式液壓馬達(dá)構(gòu)成套管鉆和螺旋鉆和為一體的成樁機(jī)。高壓油通過配油盤26推動(dòng)柱塞19，柱塞19在斜盤17上滑動(dòng)從而帶動(dòng)缸體21做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，柱塞19的下端與滑靴16用球鉸鏈相連?；?6安裝于回程盤18中，滑靴16可在斜盤17上滑動(dòng)。在套管15的上下兩端分別設(shè)有制動(dòng)裝置，套管15上、下端所設(shè)置的制動(dòng)裝置其結(jié)構(gòu)基本相同。由套管液壓缸30控制套管15的升降，在套管15最下端面沿圓周焊有刀頭33形成套管鉆。因?yàn)楣こ檀驑渡钸_(dá)數(shù)十米，所以套管15可分為數(shù)段，除最下端套管焊有刀頭作為套管鉆之外，各段套管未焊有刀頭，各段套管之間用管接頭33聯(lián)接。同樣螺旋鉆桿3也是由螺旋鉆頭和鉆桿兩部分組成，鉆桿分為數(shù)段，鉆桿兩端分別加工有陰陽螺紋，各段鉆桿之間通過螺紋聯(lián)接。螺旋鉆桿3的制動(dòng)裝置和套管15的制動(dòng)裝置均設(shè)有油缸、楔塊和彈簧等，為表述清楚將油缸、楔塊和彈簧等分為二組。
套管15上端所設(shè)置的制動(dòng)裝置其結(jié)構(gòu)為由第一組油缸27-1和第一組楔塊28-1、28-2及第一組彈簧29-1所組成的制動(dòng)裝置安裝于柱塞式液壓馬達(dá)內(nèi)。楔塊28-1與楔塊28-2的兩個(gè)斜面相接觸，楔塊28-1的另一面設(shè)有彈簧29-1，彈簧29-1固定于缸體21，楔塊28-2的另一面與套管15貼壁。油缸27-1下端與楔塊28-1鉸鏈相連，制動(dòng)時(shí)油缸27-1施力推動(dòng)楔塊28-1下移使楔塊28-2楔緊套管15；松開時(shí)油缸27-1拉動(dòng)楔塊28-1上移，楔塊28-2在彈簧29-1的作用下復(fù)位(如圖3)。由第二組油缸27-2、第二組楔塊28-3、28-4和第二組彈簧29-2所組成的制動(dòng)裝置通過制動(dòng)支座31固定于基礎(chǔ)平臺(tái)1上。套管15下端所設(shè)置的制動(dòng)裝置與上端不同之處僅在于制動(dòng)裝置安裝于基礎(chǔ)平臺(tái)上(圖1下部)，其它結(jié)構(gòu)與上端制動(dòng)相同。即楔塊28-3與楔塊28-4的兩個(gè)斜面相接觸，楔塊28-3的另一面設(shè)有彈簧29-2，彈簧29-2固定于缸體21，楔塊28-4的另一面與套管15貼壁。油缸27-2下端與楔塊28-3鉸鏈相連，制動(dòng)時(shí)油缸27-2施力推動(dòng)楔塊28-3下移使楔塊28-4楔緊套管15；松開時(shí)油缸27-2拉動(dòng)楔塊28-3上移，楔塊28-4在彈簧29-2的作用下復(fù)位。這樣設(shè)計(jì)的目的是當(dāng)需要連接套管時(shí)，下端套管需要固定。
螺旋鉆桿3的頂端固定鋼絲繩11，鋼絲繩11繞過滑輪12通過懸臂支架13連接固定于卷揚(yáng)機(jī)14，通過卷揚(yáng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)螺旋鉆桿3的升降。吊車支撐框架35、吊車導(dǎo)軌36、電動(dòng)葫蘆37組成門式起重機(jī)，電動(dòng)葫蘆37可沿吊車導(dǎo)軌36X方向或Y方向移動(dòng)。履帶34拖動(dòng)基礎(chǔ)平臺(tái)1移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)旋挖工位(施工中稱為墩臺(tái))的更換。


圖1為本發(fā)明的機(jī)械原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1中螺旋鉆桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)部分的放大圖。
圖3為圖1中套管鉆動(dòng)力機(jī)構(gòu)部分的放大圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的臺(tái)車整體。
圖中基礎(chǔ)平臺(tái)-1，機(jī)架-2，螺旋鉆桿-3，小齒輪-4，液壓馬達(dá)-5，大齒輪-6，箱體-7，端蓋-8，軸承-9，鉆桿液壓缸-10，鋼絲繩-11，滑輪-12，懸臂支架-13，卷揚(yáng)機(jī)-14，套管-15，滑靴-16，斜盤-17，回程盤-18，柱塞-19，擋塊-20，缸體-21，泵外殼-22，套筒-23，向心軸承-24，推力軸承-25，配油盤-26，油缸-27，楔塊-28，彈簧-29，套管液壓缸-30，制動(dòng)支座-31，刀頭-32，管接頭-33，行走履帶-34，吊車支撐框架-35，吊車導(dǎo)軌-36，電動(dòng)葫蘆-37。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例和具體施工方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。由兩個(gè)或兩個(gè)以上的套管鉆與螺旋鉆合為一體的成樁機(jī)組合起來構(gòu)成旋挖臺(tái)車，對(duì)本實(shí)施例而言，由五個(gè)成樁機(jī)組成旋挖臺(tái)車，如圖4所示。本實(shí)施例的套管直徑為1.3m。套管15由10段組成，因此套管總長(zhǎng)60米，通過管接頭連接為一體。同理螺旋鉆桿3有螺紋的部分(鉆頭)高度為2米，與鉆桿焊在一起構(gòu)成螺旋鉆桿。鉆桿分成10段，每段長(zhǎng)6米。將螺旋鉆桿的動(dòng)力機(jī)構(gòu)即小齒輪、液壓馬達(dá)、大齒輪等按圖1所示安裝在機(jī)架導(dǎo)軌上，并和機(jī)架上油缸聯(lián)接。大齒輪與螺旋鉆桿依靠大齒輪的鍵孔聯(lián)接。螺旋鉆桿頂端用鋼絲繩固定通過滑輪等連接至卷揚(yáng)機(jī)。
首先將第一節(jié)焊有合金刀頭的套管放入軸向柱塞式液壓馬達(dá)的中，然后將第一節(jié)螺旋鉆桿穿入套管鉆。調(diào)整螺旋鉆桿及套管的中心對(duì)準(zhǔn)孔位(樁位)設(shè)計(jì)中心。開始工作時(shí)，套管上端的制動(dòng)裝置(即油缸27-1和楔塊28-1、28-2及彈簧29-1)先動(dòng)作，將套管卡緊并旋轉(zhuǎn)，套管下端的制動(dòng)裝置(即油缸27-2和楔塊28-3、28-4及彈簧29-2)松開。此時(shí)套管液壓馬達(dá)推動(dòng)套管鉆、鉆桿液壓馬達(dá)推動(dòng)螺旋鉆同時(shí)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，由于套管鉆和螺旋鉆旋轉(zhuǎn)方向相反，所以地下泥塊不斷經(jīng)螺旋通道排出地面。當(dāng)?shù)谝还?jié)套管達(dá)到一定深度時(shí)，套管鉆和螺旋鉆同時(shí)停止旋挖，由套管(或套管鉆)下端的制動(dòng)裝置將套管卡緊，用鋼絲繩將螺旋鉆桿拉出。此時(shí)加裝第二個(gè)套管，兩個(gè)套管之間用管接頭連接固定；同理螺旋鉆桿相對(duì)也要加裝第二段鉆桿，然后再將螺旋鉆桿穿入套管。套管制動(dòng)裝置與首次作業(yè)相同，即套管下端的制動(dòng)裝置松開，套管上端的制動(dòng)裝置將套管卡緊并旋轉(zhuǎn)，套管鉆和螺旋鉆同時(shí)鉆進(jìn)旋挖。當(dāng)旋挖達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，套管鉆和螺旋鉆同時(shí)停止作業(yè)，即套管上端的制動(dòng)裝置將套管松開，套管下端的制動(dòng)裝置將套管卡緊，用鋼絲繩將螺旋鉆桿分段拉出分段拆卸。此時(shí)灌樁空穴作業(yè)完成，可將混凝土注入。澆注混凝土?xí)r邊澆筑邊提升套管。即澆筑混凝土至套管內(nèi)2～3米時(shí)，根據(jù)澆筑混凝土的速率靠套管液壓缸緩慢提管，使套管內(nèi)保持2～3米混凝土高；當(dāng)管接頭露出作業(yè)平臺(tái)一定高度時(shí)，拆卸管接頭并移出(地面)套管，將鋼筋籠送入灌樁空穴進(jìn)行混凝土澆筑，重復(fù)上述作業(yè)，直至澆筑完成。整個(gè)墩臺(tái)所有樁澆筑完成后，利用履帶行走至下一個(gè)墩臺(tái)，重復(fù)上述全部作業(yè)，直至整個(gè)工程全部完成。
本發(fā)明的效果在于套管鉆和螺旋鉆同時(shí)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，由于螺旋鉆桿退出后灌樁空穴有套管支撐，邊澆筑邊提升套管，所以地下泥土或巖石不會(huì)塌陷。不但成樁效率得到大幅度提高，關(guān)鍵在于保證了成樁質(zhì)量而且減少了混凝土的浪費(fèi)。
權(quán)利要求
1.旋挖臺(tái)車，具有基礎(chǔ)平臺(tái)(1)、機(jī)架(2)、螺旋鉆桿(3)、小齒輪(4)、液壓馬達(dá)(5)、大齒輪(6)、箱體(7)、端蓋(8)、軸承(9)、鉆桿液壓缸(10)、鋼絲繩(11)、滑輪(12)、懸臂支架(13)、卷揚(yáng)機(jī)(14)、向心軸承(24)、推力軸承(25)、配油盤(26)、油缸(27)、楔塊(28)、彈簧(29)、套管液壓缸(30)、制動(dòng)支座(31)、刀頭(32)、管接頭(33)、履帶(34)、吊車支撐框架(35)、吊車導(dǎo)軌(36)、電動(dòng)葫蘆(37)，基礎(chǔ)平臺(tái)(1)和機(jī)架(2)作為臺(tái)車的支撐，機(jī)架(2)安裝于基礎(chǔ)平臺(tái)(1)上，由所述吊車支撐框架(35)、吊車導(dǎo)軌(36)、電動(dòng)葫蘆(37)組成門式起重機(jī)，電動(dòng)葫蘆(37)可沿吊車導(dǎo)軌(36)X方向或Y方向移動(dòng)，其特征是液壓馬達(dá)(5)的輸出軸與小齒輪(4)連接，小齒輪(4)與大齒輪(6)嚙合，大齒輪(6)安裝于箱體(7)中并由軸承(9)作為大齒輪的支撐，端蓋(8)安裝于箱體(7)上并對(duì)軸承(9)限位，帶滑鍵的螺旋鉆桿(3)安裝于大齒輪(6)的孔中，由小齒輪(4)、液壓馬達(dá)(5)、大齒輪(6)組成螺旋鉆桿(3)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，液壓馬達(dá)(5)驅(qū)動(dòng)小齒輪(4)從而帶動(dòng)大齒輪(6)旋轉(zhuǎn)，螺旋鉆桿(3)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的升降由鉆桿液壓缸(10)控制，螺旋鉆桿(3)安裝于套管(15)的中心，由滑靴(16)、斜盤(17)、回程盤(18)、柱塞(19)、擋塊(20)、缸體(21)、液壓馬達(dá)外殼(22)、套筒(23)、向心軸承(24)、推力軸承(25)及配油盤(26)組成驅(qū)動(dòng)套管(15)的軸向柱塞式液壓馬達(dá)，柱塞式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)套管(15)旋轉(zhuǎn)，滑靴(16)上端面與柱塞(19)下端球鉸鏈相連，滑靴(16)位于回程盤(18)中，滑靴(16)底面與斜盤(17)滑動(dòng)接觸，擋塊(20)裝于缸體(21)上，套筒(23)嵌于液壓馬達(dá)外殼(22)內(nèi)壁，缸體(21)與液壓馬達(dá)外殼(22)之間裝有向心軸承(24)和推力軸承(25)，配油盤(26)位于缸體(21)的頂端，高壓油通過配油盤(26)推動(dòng)柱塞(19)，柱塞(19)在斜盤(17)上滑動(dòng)帶動(dòng)缸體(21)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，柱塞(19)的下端與滑靴(16)用球鉸鏈相連，滑靴(16)安裝于回程盤(18)中，滑靴(16)可在斜盤(17)上滑動(dòng)，在套管(15)的上下兩端分別設(shè)有制動(dòng)裝置，由套管液壓缸(30)控制套管(15)的升降，在套管(15)最下端面沿圓周焊有刀頭(32)形成套管鉆。
2.按照權(quán)利要求1所述的旋挖臺(tái)車，其特征是所述套管(15)上端設(shè)有的制動(dòng)裝置由第一組油缸(27-1)和第一組楔塊(28-1、28-2)及第一組彈簧(29-1)組成安裝于柱塞式液壓馬達(dá)內(nèi)，楔塊(28-1)與楔塊(28-2)的兩個(gè)斜面相接觸，楔塊(28-1)的另一面設(shè)有彈簧(29-1)，彈簧(29-1)固定于缸體(21)，楔塊(28-2)的另一面與套管(15)貼壁，油缸(27-1)下端與楔塊(28-1)鉸鏈相連，油缸(27-1)施力推動(dòng)楔塊(28-1)下移使楔塊(28-2)楔緊套管(15)，油缸(27-1)拉動(dòng)楔塊(28-1)上移，楔塊(28-2)在彈簧(29-1)作用下復(fù)位。
3.按照權(quán)利要求1所述的旋挖臺(tái)車，其特征是所述套管(15)下端設(shè)有的制動(dòng)裝置由第二組油缸(27-2)、第二組楔塊(28-3、28-4)和第二組彈簧(29-2)組成通過制動(dòng)支座(31)安裝于基礎(chǔ)平臺(tái)(1)上，楔塊(28-3)與楔塊(28-4)的兩個(gè)斜面相接觸，楔塊(28-3)的另一面設(shè)有彈簧(29-2)，彈簧(29-2)固定于缸體(21)，楔塊(28-4)的另一面與套管(15)貼壁，油缸(27-2)下端與楔塊(28-3)鉸鏈相連，油缸(27-2)施力推動(dòng)楔塊(28-3)下移使楔塊(28-4)楔緊套管(15)，油缸(27-2)拉動(dòng)楔塊(28-3)上移，楔塊(28-4)在彈簧(29-2)作用下復(fù)位。
4.按照權(quán)利要求1所述的旋挖臺(tái)車，其特征是由所述螺旋鉆桿(3)及其動(dòng)力機(jī)構(gòu)、所述套管(15)和驅(qū)動(dòng)套管(15)的軸向柱塞式液壓馬達(dá)構(gòu)成套管鉆和螺旋鉆和為一體的成樁機(jī)。
5.按照權(quán)利要求1～4之一所述的旋挖臺(tái)車，其特征是所述套管(15)可分為數(shù)段，除最下端套管之外，各段套管未焊有刀頭，所述各段套管之間用管接頭(33)聯(lián)接。
6.按照權(quán)利要求1～4之一所述的旋挖臺(tái)車，其特征是所述螺旋鉆桿(3)是由螺旋鉆頭和鉆桿兩部分組成，鉆桿分為數(shù)段，各段通過螺紋聯(lián)接。
7.按照權(quán)利要求5所述的旋挖臺(tái)車，其特征是所述套管(15)的直徑為0.8～2.5m。
8.按照權(quán)利要求1所述的旋挖臺(tái)車，其特征是所述螺旋鉆桿(3)的頂端固定鋼絲繩(11)，鋼絲繩(11)繞過滑輪(12)通過懸臂支架(13)連接固定于卷揚(yáng)機(jī)(14)。
9.按照權(quán)利要求1所述的旋挖臺(tái)車，其特征是由所述履帶(34)拖動(dòng)基礎(chǔ)平臺(tái)(1)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)旋挖工位的更換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將套管鉆和螺旋鉆和為一體的旋挖臺(tái)車。螺旋鉆裝于套管的中心，由螺旋鉆及其動(dòng)力機(jī)構(gòu)、套管和驅(qū)動(dòng)套管的軸向柱塞式液壓馬達(dá)構(gòu)成鉆機(jī)成孔系統(tǒng)。高壓油通過配油盤推動(dòng)柱塞在斜盤上滑動(dòng)，從而帶動(dòng)缸體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。柱塞式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)套管旋轉(zhuǎn)。由油缸和楔塊及彈簧組成套管的制動(dòng)裝置分別安裝于基礎(chǔ)平臺(tái)和柱塞式液壓馬達(dá)內(nèi)。由液壓缸推動(dòng)套管下鉆，套管下端面焊有刀頭。套管可分為數(shù)段，各段之間用管接頭聯(lián)接。本發(fā)明的效果在于套管鉆和螺旋鉆同時(shí)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，由于螺旋鉆桿退出后灌樁空穴有套管支撐，邊澆筑邊提升套管，所以地下泥土或巖石不會(huì)塌陷。不但成樁效率得到大幅度提高，關(guān)鍵在于保證了成樁質(zhì)量而且減少了混凝土的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)E02D7/26GK101086160SQ20071005730
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者徐長(zhǎng)云 申請(qǐng)人:徐長(zhǎng)云