一種硬砂質(zhì)土鉆頭的制作方法
【專利摘要】一種硬砂質(zhì)土鉆頭，包括鉆頭中心組件、下刀體、內(nèi)刀體、葉片、外刀體、支撐板和耐磨板；下刀體和內(nèi)刀體分別固定在鉆頭本體下端部及下部外周面上，葉片有2～6個(gè)，呈放射狀圍繞鉆頭本體均布地固定在其外周面上；外刀體固定葉片下邊，且在每一葉片上安裝有2～8個(gè)，除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；支撐板將葉片與鉆頭本體固定；耐磨板分別固裝于葉片自由端弧面、最外端外刀體側(cè)面及內(nèi)刀體側(cè)面；下刀體、內(nèi)刀體和外刀體的安裝方向是使下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭面向鉆頭本體的旋轉(zhuǎn)方向。本發(fā)明有效提高作業(yè)效率，刀頭和刀把結(jié)合強(qiáng)度高，減緩刀體和葉片磨損，保證施工質(zhì)量。
【專利說明】 一種硬砂質(zhì)土鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑行業(yè)施工的一種鉆頭，具體涉及一種硬砂質(zhì)土鉆頭，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)和江河堤壩加固等地下深基礎(chǔ)工程。
【背景技術(shù)】
[0002]在城市高層建筑、地鐵車站深基坑圍護(hù)、江河堤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募夹g(shù)，起到擋土、防滲作用。
[0003]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)的長螺旋鉆機(jī)鉆具和鉆頭，如中國實(shí)用新型專利號(hào)ZL200720070011.2、名稱為一種新型鉆具，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)砂地層進(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。再如中國發(fā)明專利號(hào)ZL201010128294.8、名稱為一種高強(qiáng)度復(fù)合鉆頭，它采用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，2?4個(gè)葉片固定在鉆管下部的外周面上、且每個(gè)葉片上交叉排列固定多個(gè)外刀體，而在下刀體、內(nèi)刀體和外刀體采用感應(yīng)釬焊工藝焊接硬質(zhì)合金刀頭，以及葉片自由端的圓弧面設(shè)有網(wǎng)狀耐磨層等技術(shù)，當(dāng)多軸鉆機(jī)使用該鉆頭在硬砂質(zhì)土地層進(jìn)行地下連續(xù)墻鉆掘施工時(shí)，作業(yè)效率得到較大的提高，刀頭磨損情況得到一定的減緩，但翼片或葉片由于受到較大鉆掘阻力出現(xiàn)翹曲變形、磨損嚴(yán)重的情況，同時(shí)刀把也出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的質(zhì)量問題，從而導(dǎo)致地下連續(xù)墻成墻質(zhì)量得不到保障，影響了施工進(jìn)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種鉆掘能力強(qiáng)、刀頭強(qiáng)度高，刀體和葉片耐磨、抗變形性好，地下連續(xù)墻成墻質(zhì)量高和作業(yè)效率大幅提高的硬砂質(zhì)土鉆頭。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種硬砂質(zhì)土鉆頭，包括:
鉆頭中心組件，包括鉆頭本體、設(shè)置在鉆頭本體內(nèi)或鉆頭本體上的注漿管、螺塞、擋片和接頭；
下刀體，包括下刀頭和下刀把；
內(nèi)刀體，包括內(nèi)刀頭和內(nèi)刀把；
外刀體，包括外刀頭和外刀把；
葉片，包括葉面和下邊；
若干支撐板和多個(gè)耐磨板； 其特征在于:
所述鉆頭本體中的注漿管的下部設(shè)有沿其徑向方向圓周均布或?qū)ΨQ布置的并與注漿管(11)連通的橫向管，其端部安裝螺塞；所述擋片安裝于鉆頭本體的下端面上的注漿管的沉坑中；
所述下刀體有2?6個(gè)，它們通過下刀把圓周均布或徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體的下部的外周面上，并使其下刀頭安裝成面向鉆頭本體的旋轉(zhuǎn)方向；
所述內(nèi)刀體有2?6個(gè)，它們通過內(nèi)刀把圓周均布或徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體的下端面處，并使其內(nèi)刀頭安裝成面向鉆頭本體的旋轉(zhuǎn)方向；
所述葉片有2?6個(gè)，它們呈放射狀態(tài)圍繞鉆頭本體均布地固定在其下部的外周面上、且位于內(nèi)刀體的上方；
所述支撐板的一端與鉆頭本體外壁固定，另一端與葉片的葉面固定；
所述外刀體通過外刀把焊接固定在葉片的下邊上，且外刀體在每一葉片上安裝有2?8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；
所述下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭分別與下刀把、內(nèi)刀把和外刀把焊接成一體；
所述耐磨板分別固裝于葉片與鉆頭本體同軸心的自由端弧面、最外端外刀體側(cè)面以及內(nèi)刀體側(cè)面。
[0006]本發(fā)明可以是，所述葉片的葉面各自是朝同一方向傾斜的，與鉆頭本體軸向中心線之間的夾角α =45?75° ;所述葉片的下邊與鉆頭本體橫截面之間的夾角或者葉片的下邊延伸線與鉆頭本體下端面的交角β =15?45°，且葉片的葉面是與水平面成相同的傾角沿徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體下部的外周面上。
[0007]本發(fā)明還可以是，所述外刀頭的底邊與鉆頭本體的軸向中心線之間的夾角Y = α +2 ?5° 。
[0008]本發(fā)明還可以是，所述下刀頭、內(nèi)刀頭和外刀頭采用硬質(zhì)合金塊制成。
[0009]本發(fā)明還可以是，所述下刀把、內(nèi)刀把、葉片和外刀把采用碳鋼或低合金鋼材質(zhì)制成。
[0010]本發(fā)明還可以是，所述下刀頭、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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]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)明硬砂質(zhì)土鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的俯視圖；
圖3為圖1的仰視圖；
圖4為圖1的右視圖；
圖5為圖1的A-A向剖視圖；
圖6為圖1的B-B向剖視圖；
圖7為圖4的C-C向剖視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]如圖1-7所示，一種硬砂質(zhì)土鉆頭，包括:鉆頭中心組件，包括鉆頭本體1、設(shè)置在鉆頭本體I內(nèi)或鉆頭本體I上的注漿管11、螺塞12、擋片14和接頭17 ;下刀體2，包括下刀頭21和下刀把22 ;內(nèi)刀體(3)，包括內(nèi)刀頭31和內(nèi)刀把32 ;外刀體5，包括外刀頭51和外刀把52 ;葉片4，包括葉面40和下邊42 ;若干支撐板6和多個(gè)耐磨板7 ;其中:所述鉆頭本體I中的注漿管11的下部設(shè)有沿其徑向方向圓周均布或?qū)ΨQ布置的并與注漿管(11)連通的橫向管112，其端部安裝螺塞12 ;所述擋片14安裝于鉆頭本體I的下端面上的注漿管11的沉坑中；所述下刀體2有2?6個(gè),它們通過下刀把22圓周均布或徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體I的下部外周面，并使其下刀頭21安裝成面向鉆頭本體I的旋轉(zhuǎn)方向；所述內(nèi)刀體3有2?6個(gè)，它們通過內(nèi)刀把32圓周均布或徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體I的下端面處，并使其內(nèi)刀頭31安裝成面向鉆頭本體I的旋轉(zhuǎn)方向；所述葉片4有2?6個(gè)，它們呈放射狀態(tài)圍繞鉆頭本體I均布地固定在其下部的外周面上、且位于內(nèi)刀體3的上方；所述葉片4的葉面40各自是朝同一方向傾斜的，與鉆頭本體I軸向中心線之間的夾角α =45?75° ;所述葉片4的下邊42與鉆頭本體I橫截面之間的夾角或者葉片4的下邊42延伸線與鉆頭本體I下端面的交角β =15?45°，且葉片4的葉面40是與水平面成相同的傾角沿徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體I下部的外周面上；所述外刀頭51的底邊與鉆頭本體I的軸向中心線之間的夾角Υ = α+2?5°，其中，α為上述葉片4的葉面40與鉆頭本體I的軸向中心線之間的夾角。所述支撐板6的一端與鉆頭本體I外壁固定，另一端與葉片4的葉面40固定，可有效提高葉片4的剛性和強(qiáng)度，避免葉片翹曲變形；所述外刀體5通過外刀把52焊接固定在葉片4的下邊42上，且外刀體5在每一葉片4上安裝有2?8個(gè)，除了葉片4自由端上的外刀體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，以保證鉆進(jìn)過程中能全部并均勻地鉆掘土層；所述下刀頭21、內(nèi)刀頭31和外刀頭51分別與下刀把22、內(nèi)刀把32和外刀把52焊接成一體；所述下刀頭21、內(nèi)刀頭31和外刀頭51采用硬質(zhì)合金塊制成，它們的前端分別具有下切削刃、內(nèi)切削刃和外切削刃；所述下刀頭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、內(nèi)切削刃和外切削刃在鉆掘時(shí)出現(xiàn)刀頭脫落斷裂的情況；所述下刀把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，可提高其強(qiáng)度；所述耐磨板7分別固裝于葉片4與鉆頭本體I同軸心的自由端弧面、最外端外刀體5側(cè)面以及內(nèi)刀體3側(cè)面，以減緩葉片4、外刀體5以及內(nèi)刀體3的磨損情況，提高其耐磨性能，從而進(jìn)一步改進(jìn)地下連續(xù)墻成墻質(zhì)量。
[0013]本發(fā)明硬砂質(zhì)土鉆頭，通過在鉆頭本體的下端部、下端外圓和葉片上設(shè)置下刀體、內(nèi)刀體和外刀體三層切削刀體，使得SMW工法鉆機(jī)即多軸鉆機(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；固定于鉆頭本體外壁和葉片之間的支撐板有效提高葉片4的剛性和強(qiáng)度，避免葉片翹曲變形；由硬質(zhì)合金塊制成的刀頭與刀把采用感應(yīng)釬焊工藝焊接，有效提高刀頭和刀把的結(jié)合強(qiáng)度，避免刀頭脫落或崩裂、刀頭磨損快的情況；固裝于葉片與鉆頭本體同軸心的自由端弧面、最外端外刀體側(cè)面以及內(nèi)刀體側(cè)面的耐磨板可減緩葉片、外刀體以及內(nèi)刀體的磨損情況，提高其耐磨性能，進(jìn)一步改進(jìn)和提高地下連續(xù)墻成墻質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種硬砂質(zhì)土鉆頭，包括: 鉆頭中心組件，包括鉆頭本體(1)、設(shè)置在鉆頭本體(1)內(nèi)或鉆頭本體(1)上的注漿管(11)、螺塞(12)、擋片(14)和接頭(17)； 下刀體(2)，包括下刀頭(21)和下刀把(22)； 內(nèi)刀體(3)，包括內(nèi)刀頭(31)和內(nèi)刀把(32)； 外刀體(5)，包括外刀頭(51)和外刀把(52)； 葉片(4)，包括葉面(40)和下邊(42)； 若干支撐板(6)和多個(gè)耐磨板(7)； 其特征在于: 所述鉆頭本體(1)中的注漿管(11)的下部設(shè)有沿其徑向方向圓周均布或?qū)ΨQ布置的并與注漿管(11)連通的橫向管(112)，其端部安裝螺塞(12);所述擋片(14)安裝于鉆頭本體(1)的下端面上的注漿管(11)的沉坑中； 所述下刀體(2)有2~6個(gè)，它們通過下刀把(22)圓周均布或徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體(1)的下部外周面上，并使其下刀頭(21)安裝成面向鉆頭本體(1)的旋轉(zhuǎn)方向；所述內(nèi)刀體(3)有2~6個(gè)，它們通過內(nèi)刀把(32)圓周均布或徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體(1)的下端面處，并使其內(nèi)刀頭(31)安裝成面向鉆頭本體(1)的旋轉(zhuǎn)方向； 所述葉片(4)有2~6個(gè)，它們呈放射狀態(tài)圍繞鉆頭本體(1)均布地固定在其下部的外周面上、且位于內(nèi)刀體(3)的上方；所述支撐板(6)的一端與鉆頭本體(1)外壁固定，另一端與葉片(4)的葉面(40)固定；所述外刀體(5)通過外刀把(52)焊接固定在葉片(4)的下邊(42)上，且外刀體(5)在每一葉片(4)上安裝有2~8個(gè)，除了葉片(4)自由端上的外刀體(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；所述下刀頭(21)、內(nèi)刀頭(31)和外刀頭(51)分別與下刀把(22)、內(nèi)刀把(32)和外刀把(52)焊接成一體； 所述耐磨板(7)分別固裝于葉片(4)與鉆頭本體(1)同軸心的自由端弧面、最外端外刀體(5)側(cè)面以及內(nèi)刀體(3)側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬砂質(zhì)土鉆頭，其特征在于所述葉片(4)的葉面(40)各自是朝同一方向傾斜的，與鉆頭本體(1)軸向中心線之間的夾角α =45~75° ;所述葉片(4)的下邊(42)與鉆頭本體(1)橫截面之間的夾角或者葉片(4)的下邊(42)延伸線與鉆頭本體(I)下端面的交角β =15~45° ,且葉片(4)的葉面(40)是與水平面成相同的傾角沿徑向?qū)ΨQ焊接固定在鉆頭本體(1)下部的外周面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硬砂質(zhì)土鉆頭，其特征在于所述外刀頭(51)的底邊與鉆頭本體(1)的軸向中心線之間的夾角gamma = α+2~5°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬砂質(zhì)土鉆頭，其特征在于所述下刀頭(21)、內(nèi)刀頭(31)和外刀頭(51)采用硬質(zhì)合金塊制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬砂質(zhì)土鉆頭，其特征在于所述下刀把(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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的硬砂質(zhì)土鉆頭，其特征在于所述下刀頭(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。
【文檔編號(hào)】E21B10/43GK103939024SQ201410176778
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】張國柱, 朱亞萍, 段國平 申請(qǐng)人:上海工程機(jī)械廠有限公司