專利名稱：一種高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能穿越地層尤其是硬質(zhì)沙地層的高效高強(qiáng)度鉆頭，可廣泛運(yùn)用于 高層建筑地下設(shè)施、地鐵車站基坑圍護(hù)和江河提壩加固等地下深基礎(chǔ)工程的需要。
背景技術(shù)：
在城市高層建筑、地鐵車站深基坑圍護(hù)、江河提壩防滲加固和軟土基改良加固等 地下基礎(chǔ)工程的建設(shè)過程中，目前大量采用SMW工法設(shè)備建造地下連續(xù)墻，即使用多軸鉆 機(jī)進(jìn)行連續(xù)鉆掘，并將土和水泥漿在原位置混合攪拌并插入型鋼來建造地下?lián)跬练浪畨Φ?技術(shù)，起到擋土、防滲作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，多軸鉆機(jī)的鉆頭一般采用經(jīng)過改進(jìn)的長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆具和鉆頭，如 一種新型鉆具，專利號(hào)為ZL200720070011.2，它是采用兩片螺旋葉片固定在鉆桿前端部、 三排刀體交叉排列固定在2個(gè)螺旋葉片底邊、刀體頭部堆焊碳化鎢等技術(shù)，當(dāng)多軸鉆機(jī)在 硬質(zhì)沙地層進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致刀頭刃口磨損嚴(yán)重、刀頭脫落、葉片磨損斷裂等質(zhì)量問 題，不僅影響鉆孔作業(yè)的施工效率，而且使鉆孔質(zhì)量不穩(wěn)定，直接影響地下連續(xù)墻施工質(zhì) 量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種鉆進(jìn)能力強(qiáng)、刀頭強(qiáng)度 高、刀頭和翼片耐磨性好、鉆孔成槽質(zhì)量高和作業(yè)效率成倍提高的高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明涉及一種高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，包括鉆管、由下刀頭和下刀把組成的下刀 體、由內(nèi)刀頭和內(nèi)刀把組成的內(nèi)刀體、葉片、由外刀頭和外刀把組成的外刀體；其中，鉆管中 間設(shè)有通孔，下刀體固定在鉆管的下端部；內(nèi)刀體固定在鉆管下部的外周面上，葉片有2 6，以放射形均布地固定在鉆管下部的外周面上并位于內(nèi)刀體的上方；葉片上固定外刀體； 所述的下刀體中的下刀頭、內(nèi)刀體中的內(nèi)刀頭及外刀體中的外刀頭分別與下刀把、內(nèi)刀把 和外刀把焊接成一體；下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭的前端分別具有下切削刃、內(nèi)切削刃和外切 削刃；所述的下刀體、內(nèi)刀體和外刀體的安裝方向是使其下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭安裝成面 向鉆管的旋轉(zhuǎn)方向。本發(fā)明可以是，所述的下刀體有2 4個(gè)，所述桿體的下端部設(shè)有法蘭，下刀體的 安裝方向是使其下刀頭安裝成面向鉆管的旋轉(zhuǎn)方向，下刀體的下刀把徑向?qū)ΨQ焊接固定在 鉆管的下端部法蘭處。本發(fā)明還可以是，所述的內(nèi)刀體有2 4個(gè)，內(nèi)刀體的安裝方向是使其內(nèi)刀頭安裝 成面向鉆管的旋轉(zhuǎn)方向，內(nèi)刀體的內(nèi)刀把是徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆管的下部外周面。本發(fā)明還可以是，所述的下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭采用感應(yīng)釬焊工藝分別焊接固 定在下刀把、內(nèi)刀把和外刀把的端部。本發(fā)明還可以是，所述的葉片的葉面各自是朝同一方向傾斜的，與鉆管的軸向中心線的夾角α =50 70° ；葉片的下邊與鉆管的下端部法蘭平面之間的夾角β = 20-40°，且葉片的葉面沿徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆管的下部外周面上。本發(fā)明還可以是，所述的外刀體通過外刀把焊接固定在葉片的下邊上，并且外刀體在每一葉片上安裝有2 4個(gè)，除了葉片自由端上的外刀體外，每一葉片上的外刀體的位 置與另一葉片上外刀體的位置在旋轉(zhuǎn)位置上是交叉排列的。本發(fā)明還可以是，所述的下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭采用硬質(zhì)合金塊制成。本發(fā)明還可以是，所述的下刀把、內(nèi)刀把、葉片和外刀把采用碳鋼或低合金鋼材質(zhì) 制成。本發(fā)明還可以是，所述的葉片的自由端為與鉆管同軸心的圓弧面，該圓弧面上設(shè) 有網(wǎng)狀耐磨層。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為本發(fā)明高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的仰視圖；圖3為圖1的A-A向剖視圖；圖4為圖1的B-B向剖視圖；圖5為圖1的C-C向剖視圖；圖6為圖其的D-D向剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，一種高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，包括鉆管1、由 下刀頭21和下刀把22組成的下刀體2、由內(nèi)刀頭31和內(nèi)刀把32組成的內(nèi)刀體3、葉片4、 由外刀頭51和外刀把52組成的外刀體5 ；其中，鉆管1中間設(shè)有通孔11，用來水泥漿的灌 注；下刀體2固定在鉆管1的下端部，下刀體有2 4個(gè)，桿體1的下端部設(shè)有法蘭13，下刀 體2的安裝方向是使其下刀頭21安裝成面向鉆管1的旋轉(zhuǎn)方向，下刀體2的下刀把22徑向 對(duì)稱焊接固定在鉆管1的下端部法蘭13處；內(nèi)刀體3固定在鉆管1下部的外周面上，內(nèi)刀 體3有2 4個(gè)，內(nèi)刀體3的安裝方向是使其內(nèi)刀頭31安裝成面向鉆管1的旋轉(zhuǎn)方向，內(nèi) 刀體3的內(nèi)刀把32是徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆管1的下部外周面12 ；葉片4有2 6，以放 射形均布地固定在鉆管1下部的外周面12上并位于內(nèi)刀體3的上方；葉片4的葉面41各 自是朝同一方向傾斜的，與鉆管1的軸向中心線的夾角α =50 70° ；葉片4的下邊42 與鉆管1的下端部法蘭11平面之間的夾角β = 20-40°，且葉片4的葉面42沿徑向?qū)ΨQ 焊接固定在鉆管1的下部外周面12上；下刀頭21、內(nèi)刀頭31和外刀頭51的前端分別具有 下切削刃211、內(nèi)切削刃311和外切削刃511 ；下刀體2中的下刀頭21、內(nèi)刀體3中的內(nèi)刀頭 31及外刀體5中的外刀頭51分別與下刀把22、內(nèi)刀把32和外刀把52焊接成一體，下刀頭 21、內(nèi)刀頭31和外刀頭51采用感應(yīng)釬焊工藝分別焊接固定在下刀把22、內(nèi)刀把32和外刀 把52的端部，有效增加下刀頭21與下刀把22、內(nèi)刀頭31與內(nèi)刀把32以及外刀頭51與外 刀把52的粘結(jié)強(qiáng)度，防止下切削刃211、內(nèi)切削刃311和外切削刃511在鉆掘石塊等硬性物 質(zhì)時(shí)出現(xiàn)刀頭脫落斷裂；葉片4上固定外刀體5，外刀體5通過外刀把52焊接固定在葉片4的下邊42上，并且外刀體5在每一葉片4上安裝有2 4個(gè)，除了葉片自4由端上的外刀 體5外，每一葉片4上的外刀體5的位置與另一葉片4上外刀體5的位置在旋轉(zhuǎn)位置上是 交叉排列的，即一排外刀體5的位置固定在另一排相鄰兩個(gè)外刀體5的空隙中，以保證復(fù)合 鉆頭在鉆進(jìn)過程中能全部并均勻地鉆掘泥土及硬沙土 ；下刀把22、內(nèi)刀把32、葉片4和外刀 把52采用碳鋼或低合金鋼材質(zhì)制成，可增加其強(qiáng)度；葉片4的自由端為與鉆管1同軸心的 圓弧面，該圓弧面上設(shè)有網(wǎng)狀耐磨層43，以增加葉片4與鉆管1同軸心的側(cè)面的耐磨性，減 緩葉片的磨損情況，有效提高鉆孔成樁質(zhì)量；下刀體2、內(nèi)刀體3和外刀體5的安裝方向是 使其下刀頭21、內(nèi)刀頭31和外刀頭51安裝成面向鉆管1的旋轉(zhuǎn)方向，有利于鉆孔作業(yè)時(shí)往 上輸送泥土漿或沙土漿。 本發(fā)明發(fā)明高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，通過在鉆管的端部和前端外圓上設(shè)置下刀體、 內(nèi)刀體和外刀體三層切削刀體，多軸鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中能實(shí)現(xiàn)下刀體、內(nèi)刀頭和外刀頭同步 鉆掘切削，鉆孔作業(yè)效率成倍提高；同時(shí)刀頭與刀把采用感應(yīng)釬焊工藝焊接，有效提高了刀 頭和刀把的結(jié)合強(qiáng)度，尤其在堅(jiān)硬的硬沙土地質(zhì)鉆孔作業(yè)時(shí)，能避免刀頭脫落或崩裂、刀頭 和翼片磨損快的情況；翼片與桿體同軸心的自由端圓弧面上有網(wǎng)狀耐磨層，并保證鉆孔成 槽后連續(xù)墻表面質(zhì)量。
權(quán)利要求
一種高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，包括鉆管(1)、由下刀頭(21)和下刀把(22)組成的下刀體(2)、由內(nèi)刀頭(31)和內(nèi)刀把(32)組成的內(nèi)刀體(3)、葉片(4)、由外刀頭(51)和外刀把(52)組成的外刀體(5)；其中，鉆管(1)中間設(shè)有通孔(11)，下刀體(2)固定在鉆管(1)的下端部；內(nèi)刀體(3)固定在鉆管(1)下部的外周面上，葉片(4)有2～6，以放射形均布地固定在鉆管(1)下部的外周面上并位于內(nèi)刀體(3)的上方；葉片(4)上固定外刀體(4)；所述的下刀體(2)中的下刀頭(21)、內(nèi)刀體(3)中的內(nèi)刀頭(31)及外刀體(5)中的外刀頭(51)分別與下刀把(22)、內(nèi)刀把(32)和外刀把(52)焊接成一體；下刀頭(21)、內(nèi)刀頭(31)和外刀頭(51)的前端分別具有下切削刃(211)內(nèi)切削刃(311)和外切削刃(511)；所述的下刀體(2)、內(nèi)刀體(3)和外刀體(5)的安裝方向是使其下刀頭(21)、內(nèi)刀頭(31)和外刀頭(51)安裝成面向鉆管(1)的旋轉(zhuǎn)方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的下刀體(2)有 2 4個(gè)，所述桿體(1)的下端部設(shè)有法蘭(13)，下刀體(2)的安裝方向是使其下刀頭(21) 安裝成面向鉆管(1)的旋轉(zhuǎn)方向，下刀體(2)的下刀把(22)徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆管(1) 的下端部法蘭(13)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的內(nèi)刀體(3)有 2 4個(gè)，內(nèi)刀體(3)的安裝方向是使其內(nèi)刀頭(31)安裝成面向鉆管(1)的旋轉(zhuǎn)方向，內(nèi)刀 體(3)的內(nèi)刀把(32)是徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆管(1)的下部外周面(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的下刀頭(21)、內(nèi) 刀頭(31)和外刀頭(51)采用感應(yīng)釬焊工藝分別焊接固定在下刀把(22)、內(nèi)刀把(32)和外 刀把(52)的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的葉片(4)的葉面 (41)各自是朝同一方向傾斜的，與鉆管⑴的軸向中心線的夾角α =50 70° ；葉片(4) 的下邊(42)與鉆管⑴的下端部法蘭(11)平面之間的夾角β = 20-40°，且葉片(4)的 葉面(41)沿徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆管(1)的下部外周面(12)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的外刀體(5)通過 外刀把(52)焊接固定在葉片(4)的下邊(42)上，并且外刀體(5)在每一葉片(4)上安裝 有2 4個(gè)，除了葉片(4)自由端上的外刀體外，每一葉片(4)上的外刀體(5)的位置與另 一葉片(4)上外刀體(5)的位置在旋轉(zhuǎn)位置上是交叉排列的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的下刀頭(21)、內(nèi)刀頭(31)和外刀頭(51)采用硬質(zhì)合金塊制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的下刀把(22)、內(nèi)刀把(32)、葉片(4)和外刀把(52)采用碳鋼或低合金鋼材質(zhì)制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5或8所述的高效和高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，其特征在于所述的葉片(4) 的自由端為與鉆管(1)同軸心的圓弧面，該圓弧面上設(shè)有網(wǎng)狀耐磨層(43)。
全文摘要
一種高效高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，包括鉆管、由下刀頭和下刀把組成的下刀體、由內(nèi)刀頭和內(nèi)刀把組成的內(nèi)刀體、葉片、由外刀頭和外刀把組成的外刀體；下刀體固定在鉆管的下端部；內(nèi)刀體固定在鉆管下部的外周面上，葉片有2～4，以放射形均布地固定在鉆管下部的外周面上并位于內(nèi)刀體的上方；葉片上固定外刀體；下刀體中的下刀頭、內(nèi)刀體中的內(nèi)刀頭及外刀體中的外刀頭分別與下刀把、內(nèi)刀把和外刀把焊接成一體；下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭的前端分別具有下切削刃、內(nèi)切削刃和外切削刃；下刀體、內(nèi)刀體和外刀體的安裝方向是使其下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭安裝成面向鉆管的旋轉(zhuǎn)方向。該鉆頭作業(yè)效率倍增，刀頭和刀把結(jié)合強(qiáng)度高，減緩刀頭和翼片磨損，保證施工質(zhì)量。
文檔編號(hào)E21B10/55GK101812973SQ20101012829
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者張國(guó)柱, 朱亞萍, 黃敏, 龔秀剛 申請(qǐng)人:上海工程機(jī)械廠有限公司