CN108086903A - 一种履带式钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻孔施工设备，公开了一种履带式钻机，解决了现有钻机在震动作用力下，钻杆与钻孔偏心的问题，该一种履带式钻机包括车身和钻具总成，所述车身包括控制室、车底座以及履带式行走机构，所述钻具总成包括底框、相对底框翻转的支撑架以及设置于支撑架上的减速箱，减速箱上连接有钻杆，减速箱通过升降装置驱动沿支撑架上下位移，其特征是：所述车底座上开设有供底框前后位移的滑动槽，滑动槽截面呈凸形，车底座内还设置有驱动底框前后位移的丝杆传动装置，具有调节钻杆相对车身距离，从而减少钻杆偏心几率，以保证孔壁完整，提高钻孔效率的优点。

Description

一种履带式钻机

技术领域

本发明涉及一种钻孔施工设备，特别涉及一种履带式钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。主要适用于砂土、黏性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖机成孔首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使钻具迅速达到桩位，利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的筒式钻头置放到孔位，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩，加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆、钻头，钻头回旋破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断取土、卸土，直至钻到设计孔深。

公开号为CN101135171、申请日为2007年8月24日的中国专利公开了一种履带式电动旋转挖钻机，包括履带底盘、变电控系统、上车架装置、电动动力头装置、钻具总成、桅杆总成、撑杆机构、液压系统、电动机卷扬装置、发电机组，该旋挖机采用履带式行走底盘，履带底盘通过大梁与上车架装置相连，液压系统安装在上车架装置中部，上车架装置偏后部装有电动主卷扬装置，并通过传动装置与钻杆相连，而主卷扬装置后面装有发电机组，上车架装置前端装有桅杆总成，并通过撑杆机构支撑固定在上车架装置上，钻具总成安装在桅杆总成上，并可通过桅杆上下移动；钻具总成穿过电动动力头装置，并通过其提供扭矩。

现有技术的不足之处在于，在钻机进行钻孔工作时，其产生的震动力，会使其钻机整体发生一定偏移，尤其是在地质不太好的环境下，钻机会偏移距离会相应增大，使其钻杆在钻孔中会随之偏移，不但使其钻孔偏离既定钻孔中心，孔壁不平直，进而增加阻力，孔壁受钻杆摆动影响而破坏，进而影响其钻孔效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种履带式钻机，具有调节钻杆相对车身距离，从而减少钻杆偏心几率，以保证孔壁完整，提高钻孔效率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种履带式钻机，包括车身和钻具总成，所述车身包括控制室、车底座以及履带式行走机构，所述钻具总成包括底框、相对底框翻转的支撑架以及设置于支撑架上的减速箱，减速箱上连接有钻杆，减速箱通过升降装置驱动沿支撑架上下位移，其特征是：所述车底座上开设有供底框前后位移的滑动槽，滑动槽截面呈凸形，车底座内还设置有驱动底框前后位移的丝杆传动装置。

采用上述结构，通过车底座上开设的滑动槽对底框进行限位，进而在丝杆传动装置的驱动作用力下，驱使底框沿车底座前后位移，使其能够根据钻杆偏移距离进行微调，使其钻杆能够最大程度上一直保持与所需钻孔同轴心度，减少钻杆的偏心几率，以保证孔壁完整，提高钻孔效率。

进一步优选为：所述丝杆传动装置包括两沿滑动槽长度方向平行设置的丝杆，两丝杆插设于底框两侧并分别与底框螺纹配合，丝杆两侧分别与车底座转动连接并通过一驱动机构带动自转。

采用上述结构，通过驱动机构带动丝杆转动，在丝杆与底框的螺纹配合作用力以及滑动槽对底框的限位作用下，驱动底框相对车底座前后位移，从而调节钻杆的位置；进而通过丝杆与底框的螺纹配合作用，使其具备自锁功能，能对底框进行锁定，增强钻杆钻孔时的稳定性。

进一步优选为：所述驱动机构包括分别固定于丝杆上的蜗轮以及一同时与两蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆转动连接于车底座内并一端与驱动电机连接，两丝杆螺纹方向相同。

采用上述结构，通过驱动电机带动蜗杆转动，进而在蜗杆与蜗轮的啮合作用力下，带动蜗轮与丝杆转动，从而实现带动底框的位移；继而通过蜗轮蜗杆的自锁功能，能够将底框更加稳定的固定于任意位置，增强钻杆钻孔时的稳定性。

进一步优选为：所述蜗杆一端延伸至车底座外并与驱动轮一连接，所述驱动电机固定于车底座上并驱动轴上连接有驱动轮二，通过一传动带绕卷于驱动轮一和驱动轮二上，所述驱动轮二与驱动轮一外径比为4:1。

采用上述结构，驱动电机带动驱动轮二转动，在传动带的连动作用下，带动驱动轮一以及蜗杆转动，从而实现带动丝杆的转动工作；进而通过驱动轮二与驱动轮一外径比为4:1，当驱动电机带动驱动轮一转动时，能够降低蜗轮的转速，增大其扭矩。

进一步优选为：所述支撑架上设置有检测探头和用于放置于钻孔地面附近的检测点一、检测点二以及检测点三，检测点一、检测点二以及检测点三沿车底座长度方向均匀间隔设置，当检测探头与检测点二对应时，钻杆与所需钻孔处于同一直线上，当检测探头分别与检测点一或检测点二对应时，丝杆传动装置驱动底框朝车底座一侧或相对车底座一侧位移。

采用上述结构，通过检测探头与设置于钻孔附近地面上的检测点一、检测二以及检测点三对应，来检测钻杆的偏心距离，当检测探头与检测点一、检测点三对应时，钻杆处于偏心状态，进而驱动底框前后位移，使其检测探头与检测点二对应，来保证钻杆与钻孔的同心度。

进一步优选为：所述升降装置包括沿支撑架长度方向两侧分别设置且与支撑架转动连接的主动辊和从动辊，所述主动辊和从动辊上分别固定有链轮，两链轮之间通过一链条连接起来，所述链条与减速箱固定，所述支撑架上设置有供减速箱仅能沿支撑架长度方向滑动的滑道，所述支撑架上设置有一驱动主动辊转动的正反电机。

采用上述结构，需要对地面进行钻孔取土作业时，通过正反电机带动主动轮和链轮正反转动，在链条与链轮的齿轮啮合作用力下，驱动减速箱沿支撑架长度方向上下滑动，同时减速箱带动钻杆转动，对地面进行钻孔取土工作。

进一步优选为：所述底框朝向钻杆钻头的一侧设置有支撑座一，所述支撑座一上设置有安装座一，所述支撑架上与安装座一对应设置有安装座二，通过一铰接轴穿过安装座一与安装座二，实现支撑架与底框之间的转动连接，所述底框上还设置有用于驱动支撑架相对底框翻转的驱动件。

采用上述结构，通过驱动件对支撑架进行顶升驱动，使其支撑架以铰接轴为圆心进行圆弧运动，从而调节钻杆对地面进行钻孔的倾斜度，适应更多不同的施工要求。

进一步优选为：所述底框相对支撑座一的一侧上设置有用于支撑支撑架的支撑座二，所述支撑座二上端面上套设有橡胶套。

采用上述结构，当不需要进行钻孔工作时，将支撑架翻转下与底框平行，降低整体装置的高度，便于将装置运输至其他地方，进而通过支撑座二对支撑架进行支撑，使其支撑架翻转下时，一方面驱动件不需对支撑架继续施加支撑力，从而延长驱动件的使用寿命，另一方面能够对支撑架进行更加稳定的支撑；进而通过支撑座二上的橡胶套，能够减少支撑架与支撑座二之间的相互磨损。

进一步优选为：所述支撑架朝向钻杆钻头的一端上设置有供钻杆穿过的护套。

采用上述结构，钻杆钻孔取土时，由于钻杆一直处于高速转动，会对土产生离心作用力，将土甩向四周，通过护套对甩出的土进行限位，使其取出泥土甩落于一定范围内，减轻后续清理工作。

综上所述，本发明具有以下有益效果：当钻机在钻孔过程中产生震动，使其车身带动钻杆偏离所需钻孔时，通过检测探头与检测点一、检测点二以及检测点三的对应关系，检测出钻杆偏移范围，当检测到钻杆偏移距离过多时，驱动电机启动带动驱动轮二转动，继而带动驱动轮一以及蜗杆转动，进而带动蜗轮与丝杆转动，从而带动底框以及钻杆前后位移，最大程度上保持钻杆与所需钻孔同心度，使其钻出的孔壁完整，减少钻杆钻偏几率，提高其钻孔效率。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图，示出了整体结构；

图2是本实施例的局部结构示意图，示出了钻具总成的结构；

图3是本实施例的局部结构示意图，示出了支撑架与底框之间的连接结构；

图4是本实施例的局部结构示意图，示出了车底座与底框之间的连接结构；

图5是图4中A处的放大示意图，示出了蜗轮蜗杆的连接结构；

图6是本实施例的局部剖面示意图，示出了底框与滑动槽之间的连接结构。

图中，1、车身；11、控制室；12、车底座；13、履带式行走机构；2、钻具总成；21、底框；22、支撑架；23、检测探头；24、钻杆；3、减速箱；4、丝杆传动装置；41、丝杆；42、驱动电机；43、蜗轮；44、蜗杆；45、驱动轮一；46、驱动轮二；47、传动带；5、升降装置；51、主动辊；52、从动辊；53、链轮；54、链条；55、正反电机；6、滑座；7、滑道；8、驱动件；9、安装座一；30、安装座二；31、铰接轴；32、护套；33、橡胶套；34、支撑座一；35、支撑座二；36、滑动槽；37、滚动槽；38、滚珠；39、封闭板；60、放置槽；61、防撞门。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种履带式钻机，如图1所示，包括车身1和钻具总成2，车身1包括控制室11、车底座12以及履带式行走机构13，履带式行走机构13设置于车底座12下方，控制室11与钻具总成2设置于车底座12上方，通过一丝杆传动装置4驱动钻具总成2沿车底座12前后位移，调节钻具总成2与车底座12之间的距离，调节钻具总成2与所需钻孔之间的同心度。

参照图2，钻具总成2包括底框21、支撑架22以及沿支撑架22上下滑动的减速箱23，减速箱23的输出轴上连接有钻杆24，所述支撑架22与底框21转动连接，减速箱23通过升降装置5驱动沿支撑架22上下滑动，对地面进行钻孔取土。

参照图4，上述车底座12上开设有滑动槽36，滑动槽36截面呈凹形，底框21两侧插接与滑动槽36两侧内使其底框21仅能沿滑动槽36长度方向位移，滑动槽36一端与车底座12前端贯通另一端封闭，将底框21插设于滑动槽36内后，通过封闭板39将滑动槽36开口端焊接密封，防止底框21滑出。

上述丝杆传动装置4包括两丝杆41以及驱动机构，两丝杆41分别沿滑动槽36长度方向平行设置并两端分别通过轴承（图中未示出）与车底座12以及密封板转动连接，底框21两侧分别开设有与两丝杆41螺纹配合的螺纹孔，通过驱动机构带动两丝杆41同步转动，在丝杆41与底框21的螺纹配合作用力下，驱动底框21前后位移。

参照图4和5，上述驱动机构包括蜗轮43、蜗杆44以及驱动电机42，蜗轮43设置有两个分别与两丝杆41固定，蜗杆44转动连接于车底座12内并同时与两蜗轮43啮合，通过驱动电机42驱动蜗杆44转动从而带动两蜗轮43以及丝杆41转动，进而驱动底框21前后位移。

参照图6，本实施例中，底框21两侧上下端上沿其长度方向设置有若干滚珠38，滑动槽36上下内壁上开设有供滚珠38滚动的滚动槽37，底框21与滑动槽36上下内壁之间留有1至3mm间隙。

参照图4，本实施例中，上述蜗杆44一端延伸至车底座12外并与驱动轮一45固定，驱动电机42固定于车底座12上且驱动轴上固定有驱动轮二46，驱动轮二46与驱动轮一45之间通过传动带47绕卷实现同步转动；本实施例中，驱动轮二46与驱动轮一45的外径比为4:1，通过小轮带动大轮，将驱动电机42的快速自转转换为蜗杆44的低速转动，增大其扭矩力。

本实施例中，车底座12一侧开设有放置槽60，驱动电机42、驱动轮一45、驱动轮二46以及传动带47均设置于放置槽60内，放置槽60开口还铰接有关闭放置槽60开口的防撞门61，防撞门61上开设有若干散热孔。

参照图2，本实施例中，减速箱23相对支撑架22的一侧上设置有检测探头3以及用于放置在所需钻孔附近的检测点一、检测点二以及检测点三（图中未示出），钻孔时，将检测点一、检测点二以及检测点三（图中未示出）放置于钻孔附近并沿车底座12长度方向均匀间隔设置，当检测探头3与检测点二对应时，钻杆24保持与钻孔同心；在钻孔过程中，车身1在震动作用力下会产生一定偏移，当检测探头3与检测点一、检测点三对应时，丝杆传动装置4启动，驱动底框21前后位移，使其钻杆24最大程度上保持与钻孔同心。

参照图2和3，底框21上沿长度方向两侧分别固定有支撑座一34和支撑座二35，支撑座一34上两侧分别固定有安装座一9，支撑架22上与安装座对应设置有安装座二30，通过一铰接轴31穿过安装座一9与安装座二30，进而通过一驱动件8驱动支撑架22相对底框21翻转。

其中，驱动件8设置为液压缸，液压缸一端与底框21转动连接，另一端与支撑架22转动连接，通过液压缸输出轴的伸缩驱动支撑架22相对底框21发生转动。

当支撑架22与底框21平行时，支撑座二35上端抵接于支撑架22并对支撑架22进行支撑；其中，支撑座二35上端固定有橡胶套33。

上述升降装置5包括设置于支撑架22沿其长度方向两侧且通过轴承（图中未示出）相对支撑架22转动连接的主动辊51和从动辊52，主动辊51和从动辊52上分别固定有链轮53，两链轮53上绕卷有一链条54；减速箱23沿其宽度方向两侧设置有滑座6，支撑架22的两侧设置有供滑座6滑动的滑道7，减速箱23与链条54固定，从而在正反电机55驱动主动辊51以及链轮53的正反转动作用力下，通过链条54带动减速箱23沿支撑架22上下滑动、以及减速箱23带动的转动作用力下，对地面进行钻孔取土。

其中，滑座6由减速箱23固定的固定板一和固定板二组成，固定板一通过紧固螺栓与固定板二固定且与固定板二形成U字形，卡合于滑道7上。

支撑架22朝向钻头的一端上设置有供穿过的护套32。

工作原理：当使用钻机进行钻孔时，先确定钻孔位置，再在钻孔前方放置检测点一、检测点二、以及检测点三，再通过驱动件8将支撑架22支撑竖直，将钻杆24与钻孔位置对准同时检测探头3与检测点二对应，再启动减速箱23进行钻孔；当钻孔过程中，车身1在震动作用力下发生偏移导致钻杆24与钻孔偏心，检测探头3随着偏移使其与检测点一或是检测点二对应时，驱动电机42启动，带动驱动轮二46转动，在传动带47的连动关系下，带动驱动轮一45与蜗杆44转动，从而带动蜗轮43与丝杆41转动，在丝杆41与底框21的螺纹配合下驱动钻具总成2前后位移，调节钻杆24与钻孔的同心度，使其钻杆24最大程度上与钻孔保持同心度，使其孔壁保持完整，提高其钻孔效率。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种履带式钻机，包括车身(1)和钻具总成(2)，所述车身(1)包括控制室(11)、车底座(12)以及履带式行走机构(13)，所述钻具总成(2)包括底框(21)、相对底框(21)翻转的支撑架(22)以及设置于支撑架(22)上的减速箱(23)，减速箱(23)上连接有钻杆(24)，减速箱(23)通过升降装置(5)驱动沿支撑架(22)上下位移，其特征是：所述车底座(12)上开设有供底框(21)前后位移的滑动槽(36)，滑动槽(36)截面呈凸形，车底座(12)内还设置有驱动底框(21)前后位移的丝杆(41)传动装置(4)。

2.根据权利要求1所述的一种履带式钻机，其特征是：所述丝杆(41)传动装置(4)包括两沿滑动槽(36)长度方向平行设置的丝杆(41)，两丝杆(41)插设于底框(21)两侧并分别与底框(21)螺纹配合，丝杆(41)两侧分别与车底座(12)转动连接并通过一驱动机构带动自转。

3.根据权利要求2所述的一种履带式钻机，其特征是：所述驱动机构包括分别固定于丝杆(41)上的蜗轮(43)以及一同时与两蜗轮(43)啮合的蜗杆(44)，蜗杆(44)转动连接于车底座(12)内并一端与驱动电机(42)连接，两丝杆(41)螺纹方向相同。

4.根据权利要求3所述的一种履带式钻机，其特征是：所述蜗杆(44)一端延伸至车底座(12)外并与驱动轮一(45)连接，所述驱动电机(42)固定于车底座(12)上并驱动轴上连接有驱动轮二(46)，通过一传动带(47)绕卷于驱动轮一(45)和驱动轮二(46)上，所述驱动轮二(46)与驱动轮一(45)外径比为4:1。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种履带式钻机，其特征是：所述支撑架(22)上设置有检测探头(3)和用于放置于钻孔地面附近的检测点一、检测点二以及检测点三，检测点一、检测点二以及检测点三沿车底座(12)长度方向均匀间隔设置，当检测探头(3)与检测点二对应时，钻杆(24)与所需钻孔处于同一直线上，当检测探头(3)分别与检测点一或检测点二对应时，丝杆(41)传动装置(4)驱动底框(21)朝车底座(12)一侧或相对车底座(12)一侧位移。

6.根据权利要求1所述的一种履带式钻机，其特征是：所述升降装置(5)包括沿支撑架(22)长度方向两侧分别设置且与支撑架(22)转动连接的主动辊(51)和从动辊(52)，所述主动辊(51)和从动辊(52)上分别固定有链轮(53)，两链轮(53)之间通过一链条(54)连接起来，所述链条(54)与减速箱(23)固定，所述支撑架(22)上设置有供减速箱(23)仅能沿支撑架(22)长度方向滑动的滑道(7)，所述支撑架(22)上设置有一驱动主动辊(51)转动的正反电机(55)。

7.根据权利要求1所述的一种履带式钻机，其特征是：所述底框(21)朝向钻杆(24)钻头的一侧设置有支撑座一(34)，所述支撑座一(34)上设置有安装座一(9)，所述支撑架(22)上与安装座一(9)对应设置有安装座二(30)，通过一铰接轴(31)穿过安装座一(9)与安装座二(30)，实现支撑架(22)与底框(21)之间的转动连接，所述底框(21)上还设置有用于驱动支撑架(22)相对底框(21)翻转的驱动件(8)。

8.根据权利要求7所述的一种履带式钻机，其特征是：所述底框(21)相对支撑座一(34)的一侧上设置有用于支撑支撑架(22)的支撑座二(35)，所述支撑座二(35)上端面上套设有橡胶套(33)。

9.根据权利要求8所述的一种履带式钻机，其特征是：所述支撑架(22)朝向钻杆(24)钻头的一端上设置有供钻杆(24)穿过的护套(32)。