專利名稱：行星式大直徑工程鉆機的制作方法
技術領域：
一種涉及行星式大直徑工程鉆機，用于土建工程基礎的施工，屬鉆進設備。
在土建工程中，尤其是在橋梁基礎施工中，為了加快施工進度，減少樁的根數，使橋梁結構輕型化，需要使用大直徑鉆機。目前國內土建工程施工中使用的整體式鉆機，最大成孔直徑為Φ350CM。這種鉆機造價約300萬元一臺，進口產品需要1000萬元。自重大每臺為140～160噸，需匹配160～210KW的動力。裝、拆都需要大型起重設備，增加了施工費用。
鑒上，本實用新型的目的就在于提供一種以小直徑鉆頭鉆削成大直徑井孔，重量輕、造價低，動力消耗少，無需大型起重設備，能適應不同地質條件，鉆進快，具有擴孔功的行星式大直徑工程鉆機。
本實用新型通過下述技術方案來實施，它采用組合式結構，在小直徑鉆機的底架下部設置一套與底架相連接的旋轉支承臺座，鉆機連同旋轉支承座支承在井架上。旋轉支承臺座外圈或內圈是一個與大型滾珠軸承緊套的大齒圈，由傳動電機或油壓馬達，帶動的行星齒輪繞大齒圈公轉，在鉆機自轉和繞大齒圈公轉的合成轉動下，使小鉆頭在鉆削進程中，將小孔徑擴展成大孔徑。通過鉆機機架上的四個支腿相對底架的外移和頂推油缸的推動，使鉆機鉆桿中心線往外移動，實現孔底擴孔功能，在施工中針對不同的地質條件，可更換不同結構和型號的鉆頭進行鉆削，通過上述實現本實用新型的目的，
以下結合附圖和實施例，詳述本實用新型的工作原理和結構特征。
圖1為本實用新型的總裝示意圖圖2為鉆孔鉆削成形圖圖3為滑動電源B-B斷面圖圖4為滑動電源接線示意圖圖5為鉆機公轉傳動示意圖圖6為鑿巖沖擊鉆頭示意圖圖7為鉆機擴底成形圖圖8為偏心旋弧式鉆頭圖圖1為本實用新型的總裝示意圖，它由鉆機(1)，滑動電源(2)，行星傳動裝置(3)，旋轉支承臺座(4)，井架(5)五部分組成。鉆機(1)的機架(103)套裝在鉆機底架(102)的槽鋼內，借助于支腿(101)的支承和頂推油缸(117)的推動，機架(103)可在底架(102)的槽鋼內前后移動，從而使整個鉆機前后移動，一次最大移動半徑可達0.8米，以滿足孔底擴孔的需要。砂石泵(104)是為從井孔內吸走泥砂并送至排砂處。砂石泵(104)與水龍頭(106)相連，水龍頭(106)支承在機身(105)上，并跟隨鉆桿(113)的升降而移動，孔內的泥砂通過鉆桿經水龍頭(106)被砂石泵(104)吸走。機身上部的吊架(107)為吊裝鉆桿和鉆頭用，水龍頭導向槽(108)固接在機架(105)上。塔架起落油缸(109)在鉆機工作時，可支承穩定機身，當需要整機移動時，利用起落油缸(109)將機身平置，以便運輸。卷揚機(110)用來吊裝鉆桿，配電屏(111)分配電力，主電動機(112)為帶動鉆桿鉆進用，鉆桿(113)，鉆頭(114)系鉆機的主要構件。
圖2為鉆進鉆削成形圖，鉆頭(114)一方面自轉，另一方面繞旋轉支承臺座(4)公轉，因而實現小鉆頭鉆全斷面切削成大孔的功能。
參見圖3和圖4，在此兩圖中，表示滑動電源接線示意圖和斷面圖，在常規鉆機中電源接線不是問題，而在行星式鉆機中，因鉆機要公轉，需解決旋轉運動中的電源供給問題。圖4為電源滑接線斷面圖，它是一個矩形斷面的圓環輸電導管(202)，在輸電導管(202)內兩側都裝有裸體電源線(203)，集電器(204)的頂部上方伸出一個集電臂(圖中未畫出)插入輸電導管(202)兩側導線的中間，集電臂可在輸電導管(202)內滑動，相應的集電器(204)也跟隨滑動，電力經導線(203)輸送至集電臂傳送到集電器(204)，通過導線送至接線盒(205)和配電板(206)上，然后分送給各用電負載器具上。輸電導管(202)通過固定夾(201)與旋轉支承臺座(4)的轉盤(402)的固定圈相固接，在實際安裝中，固定夾(201)安裝在輸電導管(202)的上側，固定夾(201)在輸電導管(202)的圓周上裝有多個。輸電導管(202)的電力由供電器(207)供給，輸電導管(202)與電源導線(203)之間設有可靠的絕緣層，因此導管本身不帶電，人體接觸沒有危險。為了顧及溫度影響對輸電導管(202)的伸縮，因此設置連接頭(208)，輸電導管(202)有充分的伸縮余量。因此鉆機在自轉和公轉的運行中，都能保證供電。
參見圖5至圖8，旋轉支承臺座(4)它由上臺座(401)，轉盤(402)，下臺座(403)所組成，轉盤(402)上裝有大型滾珠軸承，上臺座(401)的上部與鉆機的底架(102)相連接，其下部與轉盤(402)軸承的內圈相連，下臺座(403)與轉盤(402)的軸承外圈(或內圈)相連(參見圖5)，在軸承的外圈或內圈緊套有大齒圈(404)，大齒圈(404)與行星齒輪傳動裝置(3)中，行星齒輪(302)相嚙合，由驅動電機(或液壓馬達)(301)驅動行星齒輪(302)繞大齒圈(404)公轉。由于旋轉支承臺座(4)與鉆機(1)相連，因此鉆機(1)在自轉的同時也繞旋轉支承臺座(4)公轉，可使小鉆頭鉆削成大孔。鉆機(1)連同旋轉支承臺座(4)支承在井架(5)上。
在鉆機的作業過程中，常遇到不同的地質條件，本鉆機的特點之一，就具有按地質條件更換不同結構型式的鉆頭，如鑿巖沖擊鉆頭(114)，偏心旋弧式鉆頭(115)，常用式鉆頭(116)。當鉆進遇到巖層時，就可使用如圖6所示的鑿巖沖擊鉆頭(114)，它以壓縮空氣為動力源，具體結構參見圖6，鑿巖沖擊鉆頭(114)其上部以接頭(114A)與鉆桿(113)相接，鉆頭內腔的上部為配氣機構(114B)，它控制活塞(114C)往復運動的進排氣，由于活塞(114C)的往復運動而使沖頭(114E)產生沖擊鑿巖作用，作功過后的空氣由排氣口(114F)排出，配氣機構(114B)，活塞(114C)，以及沖頭(114E)的上部均由一個筒形外殼(114D)所包容。
當在軟弱地基條件下施工時，可使用如圖8所示偏心旋弧式鉆頭(115)，這種鉆頭在鉆進過程中不斷改變鉆削刃的角度，既能鉆削底面又可鉆削側面，對于軟基礎鉆削效率很高，在通常情況下，可使用通用型鉆頭(116)。
當井孔鉆進到所需深度時，為了提高樁柱承能力，常需進行擴底，此時，借助于支腿(101)的支承和頂推油缸(117)的推動，使整個鉆機往外移動，鉆桿中心線相應外移，根據需要可將孔底擴展成錐形或階梯形，這樣可提高樁柱承載能力。
本實用新型，在土建工程中，對于軟地基使用偏心旋弧式鉆頭(115)鉆進效率很高，若更換不同型號結構的鉆頭，能適用于不同的地質條件的基礎施工，不僅成本低，自重輕，裝、拆運輸勿需大型起重設備，因此施工費用降低。若需要進一步擴大鉆孔直徑，只要相應地加大旋轉支承臺座(4)中的大齒圈(404)的直徑和相關的組件就可實現。
權利要求1.一種涉及行星式大直徑工程鉆機，用于工建工程基礎的施工，其特征是，它采用組合式結構，主要由小鉆機(1)、滑動電源(2)、行星傳動裝置(3)、旋轉支承臺座(4)、井架(5)組成，小鉆機(1)安裝在機架(103)上，機架(103)套裝在鉆機底架(102)的槽鋼內，底架(102)下部有一套與之相連的旋轉支承臺座(4)，旋轉支承臺座(4)支承在井架(5)上，井架(5)裝設在井口上，旋轉支承臺座(4)由上臺座(101)、轉盤(402)和下臺座(403)所構成，轉盤(402)裝有一個大型滾動軸承，軸承的外圈緊套有一大齒圈(404)，大齒圈(404)與行星齒輪(302)相嚙合，小鉆機(1)在動力驅動下，既自轉又繞大齒圈(404)公轉而成孔。
2.根據權利要求1所述的鉆機，其特征是，鉆機(1)的機架(103)套裝在底架(102)的槽鋼內，機架(103)上設置有支腿(101)和頂推油缸(117)，當頂推油缸(117)頂動時，機架(103)連同鉆機(1)可在底架(102)的槽鋼內往返移動，最大移動量為0.8米。
3.根據權利要求1所述的鉆機，其特征是，采用滑接動力電源，在轉盤(403)上固接一個矩形截面的圓環形輸電導管(202)，導管內裝有裸體導線(203)，集電器(204)的集電臂伸入輸電導管(202)內，并可在導管(202)內滑動。
專利摘要一種涉及行星式大直徑工程鉆機，用于土建工程基礎的施工，它是一種組合式鉆機，在小鉆機的底架(102)的下部，設置一套旋轉支承臺座(4)，旋轉支承臺座(4)的轉盤(402)的外圈或內圈緊套一大型齒圈(404)，它與行星齒輪(302)相嚙合，鉆機(1)在自轉的同時又繞大齒圈(404)公轉，因而可用小鉆頭鉆成大孔徑。本裝置還配有不同動力源和結構形式的鉆頭，以便用于不同的地質條件，具有自重輕，造價低，適用范圍廣的特點。
文檔編號E21B7/00GK2240605SQ94231130
公開日1996年11月20日 申請日期1994年12月30日 優先權日1994年12月30日
發明者劉尚云, 上官興, 羅立武, 雷岳, 馬紅 申請人:湖南省公路設計公司, 湖南省交通科學研究所