高扭矩搅拌钻机

987 编辑：中冶有色技术网来源：北京中岩大地科技股份有限公司

2024-02-20 13:37:08

权利要求书： 1.一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，包括桩架、底盘、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、回转驱动、回转压盘、钻杆、钻头、链条、固化材料泵送系统、高压气供给系统；所述钻杆上设置有止口；所述回转驱动包括滑轨、支架、液压马达、回转套筒、回转支撑、齿轮、键块；所述桩架和底盘通过螺栓连接，所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘上，所述回转驱动通过滑轨与桩架连接，所述回转压盘通过链条与垂向回转动力系统连接，所述回转压盘通过法兰与钻杆连接，所述钻杆通过法兰与钻头连接，所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆连接；所述滑轨通过螺栓与支架连接，所述液压马达通过螺栓与支架连接，所述液压马达与齿轮通过咬合传动，所述齿轮通过螺栓与回转套筒连接，所述齿轮通过螺栓与回转支承的外环连接，所述回转支承的内环通过螺栓与支架连接，所述回转套筒上设置有键槽，键块与回转套筒通过键连接。

2.根据权利要求1所述的一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，所述键槽的数量至少为三个，在横截面上，相邻两个键槽之间的夹角为60°。

3.根据权利要求1所述的一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，所述键块为长方体结构，键块凸出回转套筒的高度为4cm-8cm，键块的长度为10cm-15cm。

4.根据权利要求1所述的一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，所述钻杆表面至少焊接有三排止口，三排止口沿钻杆均匀分布，每排止口按照左右交错的形式分布，每个止口的深度为3cm-7cm，每个止口的长度为15cm-20cm。

5.根据权利要求1所述的一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，所述液压马达为两个。

6.根据权利要求1所述的一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，所述钻杆由初始钻杆与外接钻杆组成，如要加接钻杆时，钻杆为初始钻杆与外接钻杆的组合，如无需加接钻杆时，钻杆仅为初始钻杆，初始钻杆与外接钻杆的直径范围均为50mm-80mm，钻杆之间采用销连接的方式进行连接；所述桩架包含轻型桩架和承力桩架，轻型桩架位于承力桩架上方，轻型桩架的高度为承力桩架高度的1-4倍。

说明书：一种高扭矩搅拌钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及桩基施工技术领域，特别涉及到一种高扭矩搅拌钻机。背景技术[0002] 高层建筑、铁路或者桥梁的建设，均需要进行打桩，打桩时需要钻桩孔。根据不同的地质，钻孔后在钻孔中浇筑桩杆，这种桩称为灌注桩，或者在钻孔的同时喷入水泥浆，现浇成桩杆，这种桩称为搅拌桩。无论是灌注桩或者是搅拌桩，都会用到工程钻机。工程钻机的核心部件就是动力头，动力头的主要功能就是将动力部件产生的转矩和转速传递给钻具，实现钻具的连续钻孔和破碎岩石、砾石。随着建筑产业的大力发展，工程钻机的使用越来越广泛，对给钻具提供动力的动力头也提出了更高的要求。[0003] 目前，市场上常规的动力头，设备结构复杂、体积大、动力小、工作效率低、运输不便，另外，动力头一般安装在钻机的顶部，随着钻杆的进尺而逐渐降低，动力头重量较大，导致钻机的重心前倾并且上移，导致钻机施工时候的危险性较大。此外，也有将动力头分为上下两个部分，一部分在上部负责下压力和提升力，一部分在下部负责提供扭矩，但是这种结构比较复杂，施工工序繁琐，设备损耗严重。因此，为了解决上述问题，本实用新型提出了一种高扭矩搅拌钻机。实用新型内容

[0004] 针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种高扭矩搅拌钻机，克服了现有技术的不足。通过将动力头下置，降低了钻机的重心，防止钻机在施工过程中前倾，通过仅设置一个动力头达到下钻、提钻和传扭同时工作的目的，减少了施工工序，提高了施工效率，节省了成本。[0005] 一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，包括桩架、底盘、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、回转驱动、回转压盘、钻杆、钻头、链条、固化材料泵送系统、高压气供给系统；所述钻杆上设置有止口；所述回转驱动包括滑轨、支架、液压马达、回转套筒、回转支撑、齿轮、键块；所述桩架和底盘通过螺栓连接，所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘上，所述回转驱动通过滑轨与桩架连接，所述回转压盘通过链条与垂向回转动力系统连接，所述回转压盘通过法兰与钻杆连接，所述钻杆通过法兰与钻头连接，所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆连接；所述滑轨通过螺栓与支架连接，所述液压马达通过螺栓与支架连接，所述液压马达与齿轮通过咬合传动，所述齿轮通过螺栓与回转套筒连接，所述齿轮通过螺栓与回转支承的外环连接，所述回转支承的内环通过螺栓与支架连接，所述回转套筒上设置有键槽，键块与回转套筒通过键连接。[0006] 优选地，所述键槽的数量至少为三个，在横截面上，相邻两个键槽之间的夹角为60°。

[0007] 优选地，所述键块为长方体结构，键块凸出回转套筒的高度为4cm-8cm，键块的长度为10cm-15cm。[0008] 优选地，所述钻杆表面至少焊接有三排止口，三排止口沿钻杆均匀分布，每排止口按照左右交错的形式分布，每个止口的深度为3cm-7cm，每个止口的长度为15cm-20cm。[0009] 优选地，所述液压马达为两个。[0010] 优选地，所述钻杆由初始钻杆与外接钻杆组成，如要加接钻杆时，钻杆为初始钻杆与外接钻杆的组合，如无需加接钻杆时，钻杆仅为初始钻杆，初始钻杆与外接钻杆的直径范围均为50mm-80mm，钻杆之间采用销连接的方式进行连接；所述桩架包含轻型桩架和承力桩架，轻型桩架位于承力桩架上方，轻型桩架的高度为承力桩架高度的1-4倍。[0011] 本实用新型所带来的有益技术效果：[0012] 通过将动力头下置，降低了钻机的重心，防止钻机在施工过程中前倾，通过仅设置一个动力头达到下钻、提钻和传扭同时工作的目的，减少了施工工序，提高了施工效率，节省了成本。附图说明[0013] 图1为本实用新型一种高扭矩搅拌钻机中钻机的结构示意图。[0014] 图2为本实用新型一种高扭矩搅拌钻机中回转驱动的剖面示意图。[0015] 图3为本实用新型一种高扭矩搅拌钻机中回转驱动的俯视图。[0016] 图4为本实用新型一种高扭矩搅拌钻机中回转驱动的侧视图。[0017] 其中，1-桩架、2-底盘、3-回转驱动、4-回转压盘、5-钻杆、6-钻头、7-链条、8-止口、31-滑轨、32-支架、33-液压马达、34-回转套筒、35-回转支撑、36-齿轮、37-键块。

具体实施方式[0018] 下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：[0019] 如图1 4所示，一种高扭矩搅拌钻机，其特征在于，包括桩架1、底盘2、垂向回转动~力系统、环向回转动力系统、回转驱动3、回转压盘4、钻杆5、钻头6、链条7、固化材料泵送系统、高压气供给系统；所述钻杆5上设置有止口8；所述回转驱动3包括滑轨31、支架32、液压马达33、回转套筒34、回转支撑35、齿轮36、键块37；所述桩架1和底盘2通过螺栓连接，所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘2上，所述回转驱动3通过滑轨31与桩架1连接，所述回转压盘4通过链条7与垂向回转动力系统连接，所述回转压盘4通过法兰与钻杆5连接，所述钻杆5通过法兰与钻头6连接，所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆5连接；所述滑轨31通过螺栓与支架32连接，所述液压马达33通过螺栓与支架32连接，所述液压马达33与齿轮36通过咬合传动，所述齿轮36通过螺栓与回转套筒

34连接，所述齿轮36通过螺栓与回转支承的外环连接，所述回转支承的内环通过螺栓与支架32连接，所述回转套筒34上设置有键槽，键块37与回转套筒34通过键连接。

[0020] 优选地，所述键槽的数量至少为三个，在横截面上，相邻两个键槽之间的夹角为60°。

[0021] 优选地，所述键块37为长方体结构，键块37凸出回转套筒34的高度为4cm-8cm，键块37的长度为10cm-15cm。[0022] 优选地，所述钻杆5表面至少焊接有三排止口8，三排止口8沿钻杆5均匀分布，每排止口8按照左右交错的形式分布，每个止口8的深度为3cm-7cm，每个止口8的长度为15cm-20cm。

[0023] 优选地，所述液压马达33为两个。[0024] 优选地，所述钻杆5由初始钻杆与外接钻杆组成，如要加接钻杆5时，钻杆5为初始钻杆与外接钻杆的组合，如无需加接钻杆5时，钻杆5仅为初始钻杆，初始钻杆与外接钻杆的直径范围均为50mm-80mm，钻杆5之间采用销连接的方式进行连接；所述桩架1包含轻型桩架和承力桩架，轻型桩架位于承力桩架上方，轻型桩架的高度为承力桩架高度的1-4倍。[0025] 一种高扭矩搅拌钻机的施工方法，其特征在于，采用一种高扭矩搅拌钻机进行施工，具体施工步骤如下：[0026] 步骤一：启动钻机，钻机根据设计要求就位，调整桩架1和底盘2，保证钻机整体处于水平状态以及钻杆5处于垂直状态，试运行钻机5-10分钟；[0027] 步骤二：调整回转驱动3中的键块37的位置使其位于初始钻杆光圆轨道内，启动垂向回转动力系统，使得回转驱动3向上移动至承力桩架顶部；[0028] 步骤三：启动环向回转动力系统，通过液压马达33带动回转套筒34正向转动，通过回转压盘4缓慢带动初始钻杆向上，使得回转驱动3中的键块37进入初始钻杆的止口8内，进而驱动初始钻杆、钻头6正向转动，启动垂向回转动力系统，使得回转驱动3向下移动，进而带动初始钻杆、钻头6向下移动，与此同时启动固化材料泵送系统、高压气供给系统通过钻头6向土体内掺入固化材料；[0029] 步骤四：当回转驱动3带动初始钻杆向下移动到承力桩架底部时，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统，重复步骤三、四以及该步骤上述流程，直至初始钻杆顶部距离地面3-5m；[0030] 步骤五：如需添加外接钻杆时，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统，解除回转压盘4与初始钻杆之间的锁止装置，向上提升回转压盘4至设定高度后，将外接钻杆上部、下部分别与回转压盘4、初始钻杆连接后并锁止，类似地重复步骤二至步骤四及本步骤上述过程，直至完成所有外接钻杆的添加，当所有外接钻杆添加完成后或无需添加外接钻杆时，通过回转驱动3继续带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆旋转并向下移动，直至搅拌至设定深度；[0031] 步骤六：调节环向回转动力系统、垂向回转动力系统使得回转套筒34反向转动，通过回转压盘4缓慢带动初始钻杆向上，使得回转驱动3中的键块37进入初始钻杆5的止口8内，使得回转驱动3带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆向上移动并反向转动，固化剂搅拌系统和高压气供给系统继续通过钻头6向土体泵送固化剂及高压气；[0032] 步骤七：如已添加外接钻杆时，当上部第一节外接钻杆下端提升至地面以上0.5-2.0m高度时，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统，将调整回转驱动3中的键块37的位置使其位于初始钻杆光圆轨道内，向下移动回转驱动3至下一节钻杆5上部后，启动环向回转动力系统，通过液压马达33带动回转套筒34反向转动，通过回转压盘4缓慢带动初始钻杆向上，使得回转驱动3中的键块37进入下一节钻杆5的止口8内之后关闭环向回转动力系统，释放上部第一节外接钻杆与回转压盘4、下一节钻杆5的连接，移除该节钻杆5，然后回转压盘4向下移动与下一节钻杆5连接后并锁止，打开环向回转动力系统、垂向回转动力系统使得回转套筒34反向转动，使得回转驱动3带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆向上移动并反向转动，同时打开固化材料泵送系统、高压气供给系统，拆卸下一节外接钻杆类似得重复本步骤上述流程，直至完成所有外接钻杆的拆卸，使得桩架1上保留初始钻杆和钻头6或无添加外接钻杆时，持续提升初始钻杆和钻头6，最终待钻头

6完全脱离土体后，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统；

[0033] 步骤八：平整搅拌桩附近场地，钻机移位进行下一根搅拌桩施工；[0034] 步骤九：重复步骤一至步骤八直至完成施工。[0035] 优选地，所述回转驱动3中的键块37可根据需求调整数量，当搅拌最大扭矩小于2000N·m时，键块37数量不少于3个，当搅拌最大扭矩大于2000N·m时，键块37数量不少于6个。

[0036] 优选地，所述回转驱动3带动初始钻杆在地面以上提升，连续5m提升过程中钻杆5相对于竖直方向产生不少于5次大于5度倾角则应移除原键块37，更换全新未磨损键块37。[0037] 优选地，所述初始钻杆和加接钻杆的止口8表面在搅拌施工前和搅拌施工过程中均匀喷射分散剂或润滑油，每节初始钻杆或加接钻杆上分散剂或润滑油的用量不小于1000mL。

[0038] 本实用新型一种高扭矩搅拌钻机，通过将动力头下置，降低了钻机的重心，防止钻机在施工过程中前倾，通过仅设置一个动力头达到下钻、提钻和传扭同时工作的目的，减少了施工工序，提高了施工效率，节省了成本。[0039] 当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。