專利名稱：塔式大直徑深井行星子母鉆的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多鉆頭的深井大鉆，特別是一種塔式大直徑深井行星子母鉆。
技術背景 目前國內(nèi)外現(xiàn)有的深井大鉆頭，是十分落后的完全跟不上形勢的發(fā)展，小的螺旋鉆機，鉆井最大直徑不能超80厘米，深度不能到30米，我國生產(chǎn)一種旋挖鉆機是最先進的，它像一個口杯樣的大鐵罐，杯底安上一個可升縮的驅(qū)動軸，但鉆井最深不能超60-70米，它每次鉆滿鐵罐的渣土必須提上井來，到地面移位把里面的渣土卸盡，又要回位再伸向井內(nèi)才能挖，工效低、特別向下鉆時，每米都要降低驅(qū)動力。目前我國正在加快高速鐵路的建設，這種高速鐵路不能像原始鐵路施工，用泥土來修筑路基，這樣長期受火車的碾壓震動，路基就會下沉，高低不平，影響高速行駛，帶來嚴重安全問題，目前新工藝是鉆深井到巖石層，再打混凝土路基墩，上面再架路基樑。在這種情況之下，廠家生產(chǎn)的現(xiàn)有的這種旋挖鉆還供不應求。另一種是人工施工，工效會更慢，城市修立交橋的橋墩，建房的房墩墩井都是用人工挖，這樣施工人員不是被塌方埋了，就是被一個小石子砸死或至殘，所以是十分危險的。而時代的發(fā)展，非常急須有新一代快速高效的大直徑深井大鉆機
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種造價低、工效比上述現(xiàn)有鉆機要提高十幾二十倍，鉆井深度也要增加數(shù)倍，而且邊鉆邊加接延深的深井鉆。 本實用新型的技術方案是一種塔式大直徑深井行星子母鉆，它由子母鉆I內(nèi)安裝中心鉆III構成，子母鉆I下端裝有若干子鉆頭II，上部有擴脹機構IV和出泥機構V ;子母鉆I是由外殼圓筒1內(nèi)空間隔開套置子母鉆圓筒座9，外殼圓筒1上端聯(lián)接錐形尾蓋31，子母鉆圓筒座9下端聯(lián)接喇叭狀母鉆座20，形成有環(huán)狀空腔的夾層圓筒體，環(huán)狀空腔內(nèi)，在外殼圓筒1上部裝有液壓馬達4，其軸齒輪5與固聯(lián)于子母圓筒座9上的驅(qū)動大齒輪6嚙合，驅(qū)動子母鉆圓筒座9，子母鉆圓筒座9中部經(jīng)幅向靠背輪8、下端經(jīng)三向定位靠背輪組與外殼圓筒1滑滾定位聯(lián)接，三向定位靠背輪組是由固聯(lián)于外殼圓筒1的三向定位座圈16上安裝后向、幅向、前向三向定位靠背輪17、18、19 ;子鉆頭II是由子鉆頭軸25經(jīng)多個軸承11、24安裝在固聯(lián)于母鉆座20的座圈10及軸套座23中，子鉆頭軸25上端齒輪14與固聯(lián)于外殼圓筒1上的內(nèi)齒環(huán)13嚙合，子鉆頭軸25下端裝有刀架27和合金刀具28 ;中心鉆III是由空心軸41上安裝螺旋葉片42，空心軸41下端裝有分瓣抱合的錐體尖鉆39，空心軸41上端裝有齒輪61，置于齒輪箱59內(nèi)，由箱頂?shù)囊簤厚R達63的軸齒輪62嚙合傳動，齒輪62下方的空心軸41上裝有平面軸承60，齒輪箱59下方的空心軸41上裝有輸泥輪56，置于出泥盤55內(nèi)，出泥盤55上有出泥漏斗58，出泥盤55與輸泥輪56組成出泥機構V。[0005] 子母鉆I的錐形尾蓋31上端處裝有多個立裝的推力滑輪35，上有滑輪壓環(huán)36與推力滑輪頂部滾動觸接，中心鉆III在與滑輪壓環(huán)36相對應的位置上有靠背滾圈43與之
3壓接，產(chǎn)生滑動定位將中心鉆輸泥系統(tǒng)III托起。 根據(jù)中心鉆III長度需要，在子母鉆I的錐形尾蓋31上端軸向延伸聯(lián)接有1至多個鉸輪圓筒外殼45，并增加軸向定位結構即在其中某處相鄰的兩個鉸輪圓筒外殼聯(lián)接處裝有輻向靠背輪49，在中心鉆III的對應處有幅向靠背圈51與之幅向定位滾動觸接，幅向靠背圈51經(jīng)支撐葉片52聯(lián)接于空心軸41上。 擴脹機構IV包含一個兩端有錐面收縮口的圓筒形脹圈68和鎖緊機構；脹圈68的外經(jīng)大于外殼圓筒1外經(jīng)，鎖緊機構由鉸接于子母鉆I的千斤頂69與掛鉤70組成，它將脹圈68定位鎖裝于子母鉆I上。 本實用新型的優(yōu)點是安全、高效開挖大直徑，深達數(shù)百米的大型深井，施工方便，掘井、出泥、澆注混凝土樁基多工序綜合一體化施工，并帶有擴脹機構可防止新填松散土層井壁崩塌。

圖1、是本實用新型塔式大直徑深井行星子母鉆總體結構剖示圖。[0010] 圖2、是子母鉆1、子鉆頭III及擴脹機構IV結構示意圖。[0011] 圖3、是中心鉆III結構示意圖。 圖4、是圖1中的A向視圖，是子鉆頭II和中心鉆III的平面布局圖。 圖5、是圖1中的B向剖示圖，子母鉆I的喇叭狀母鉆座20上的收泥葉片22和子
鉆頭II平面布局圖。 圖6、是圖1中的C向剖示圖，三向定位座圈上安放的前、后向及幅向靠背輪和子母鉆I三向滑滾觸接定位示意圖。 圖7、是圖1中的D向剖示圖，行星齒輪14和內(nèi)齒環(huán)13嚙合，以及子鉆頭II軸41的尾軸承11的支撐座圈10安裝示意圖。 圖8、是圖1中E向剖示圖，子母圓筒座9和靠背輪8滑滾觸接定位，子母鉆I的驅(qū)動大齒輪6與液壓馬達4的齒輪與嚙合示意圖。 圖9、是圖1中的F向剖示圖，子母鉆I錐形尾蓋31上方的推力滑輪35安裝示意圖。 圖10、是絞輪圓筒外殼45縱剖示意圖。[0019] 圖11、是絞輪圓筒外殼45橫剖示意圖。 圖12、是圖上中G向剖示圖，中心鉆III的驅(qū)動齒輪61和液壓馬達63的齒輪62嚙合及平面軸承60示意圖。[0021] 圖13、是脹圈68俯示圖。[0022] 圖14、是脹圈68縱示圖。
具體實施方式
本實用新型結合具體實施例參見附圖進一步說明如下 —種塔式大直徑深井行星子母鉆，其結構參見附圖1、2、3，它由子母鉆I內(nèi)安裝中心鉆III構成，子母鉆I下端裝有若干子鉆頭II，子母鉆I上部裝有擴脹機構IV和出泥機構V。[0025] 子母鉆I是由外殼圓筒1內(nèi)空間隔開套置子母鉆圓筒座9，外殼圓筒1上端聯(lián)接錐形尾蓋31，子母鉆圓筒座9下端聯(lián)接喇叭狀母鉆座20，形成一個有環(huán)狀空腔的夾層圓筒體。在圓筒體的夾層環(huán)狀空腔內(nèi)，由上至下依次逐層安裝液壓馬達4及其安裝座圈2，液壓馬達軸齒輪5及與它嚙合的環(huán)狀驅(qū)動大齒輪6、靠背輪座圈7及其上安裝的靠背輪8、子鉆頭軸尾軸承11、內(nèi)齒環(huán)13及與它嚙合的行星齒輪14、三向定位靠背輪組；行星齒輪14聯(lián)接在子鉆頭軸25尾部，驅(qū)動大齒輪6聯(lián)接在子母鉆圓筒座9上；液壓馬達座圈2、靠背輪座圈7、內(nèi)齒環(huán)13、三向定位座圈16均固聯(lián)于外殼圓筒1上；三向定位靠背輪組是由三向定位座圈16上安裝多個后向靠背輪17，幅向靠背輪18、前向靠背輪19組成。子母鉆圓筒座9經(jīng)驅(qū)動大齒輪6與液壓馬達4的軸齒輪6嚙合，參見附圖8，由液壓馬達4驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。三向定位靠背輪組將子母鉆圓筒座9從前、后向及幅向三個方向滑滾定位，參見附圖6。并由裝于靠背輪座圈7上的靠背輪8將子母鉆圓筒座9上部幅向滑滾定位，參見附圖8。[0026] 子鉆頭II是由子鉆頭軸25經(jīng)由前、后2個軸承24及尾軸承11分別裝于尾軸承座圈10及軸套座23上，座圈10及軸套座23固聯(lián)于子母鉆圓筒座9上，子鉆頭軸25下端裝有刀架27，其上裝有合金刀片28，子鉆頭II是經(jīng)子鉆頭軸25尾端行星齒輪14與內(nèi)齒環(huán)13嚙合，參見附圖7，由子母鉆圓筒座9帶動旋轉(zhuǎn)。 中心鉆III是由空心軸41上安裝螺旋葉片42，空心軸41下端裝有分瓣抱合的錐體尖鉆39，參見附圖3，空心軸41上端裝有齒輪61，置于齒輪箱59內(nèi)，箱頂裝有液壓馬達63，其軸齒輪62與空心軸端齒輪61嚙合，參見附圖12，中心鉆I11由液壓馬達63驅(qū)動。齒輪62下方的空心軸41上裝有平面軸承60，空心軸41頂端聯(lián)接有混凝土連接67頭和圓筒螺母66。中心鉆III與子鉆頭II之間的平面布局參見附圖4。子鉆頭II與子母鉆I下端的喇叭狀母鉆座20上的收泥葉片22平面布局結構圖參見附圖5。根據(jù)鉆井深度需要，中心鉆III可加長，分若干段由螺紋聯(lián)接構成。 出泥機構由中心鉆III的空心軸41上端安裝的輸泥輪56和子母鉆I上端的出泥盤55組成，輸泥輪56置于出泥盤55內(nèi)，在齒輪箱59的下方。出泥盤55上有出泥漏斗58。參見附圖1、2、3。 子母鉆的錐形尾蓋31上端處裝有多個立裝的推力滑輪35，參見附圖1、2、3及附圖9，滑輪壓環(huán)36覆蓋在推力滑輪35上，與推力滑輪35頂部滾動觸接，中心鉆III的空心軸41在與滑輪壓環(huán)36相對應的位置上，經(jīng)支撐葉片44聯(lián)接有靠背滾圈43，靠背滾圈43與滑輪壓環(huán)36壓接。由此結構分擔中心鉆III的承重推力及加強幅向定位。[0030] 根據(jù)中心鉆III的實際長度需要，在子母鉆I的錐形尾蓋31上端聯(lián)接1個或多個絞輪圓筒外殼45，并增加幅向的定位結構，參見附圖1、2及附圖10、11，幅向定位是在某個兩個相鄰的絞輪圓筒外殼45聯(lián)接處，裝有幅向靠背輪49，在中心軸III的相對應處，空心軸41上經(jīng)支撐葉片52聯(lián)接幅向靠背圈51，幅向靠背圈51與幅向靠背輪49幅向定位滾動觸接，絞輪圓筒外殼45的法蘭盤聯(lián)接處，在裝幅向靠背輪49的圓筒位置上有泥漿孔51。[0031 ] 擴脹機構111參見附圖2 ，它包含一個兩端有錐面收縮口的圓筒形脹圈68 ，脹圈68由上、下兩節(jié)圓周分多等份安裝固聯(lián)構成，(便于拆卸、更換)構成，參見附圖13、14，脹圈68外徑大于外殼圓筒1的外徑；還包含一個給脹圈68鎖扣定位的鎖緊機構，鎖緊機構由鉸接于千斤頂座圈71上的千斤頂69和掛鉤70組成，千斤頂座圈71固聯(lián)于子母鉆I錐形尾蓋31上端聯(lián)接的絞輪圓筒外殼45上。[0032] 土建工程打地基開挖深井施工中，使用本實用新型鉆具時，啟動液壓馬達4，驅(qū)動子母鉆I，由馬達齒輪5與驅(qū)動大齒輪6嚙合，驅(qū)動子母鉆圓筒座9旋轉(zhuǎn)，再由與內(nèi)齒環(huán)13嚙合的行星齒輪14帶動子鉆頭II旋轉(zhuǎn)，破碎泥土打井；同時啟動液壓馬達63驅(qū)動中心鉆III，其下端錐體尖鉆39旋轉(zhuǎn)破土打井，被破碎的泥土經(jīng)中心鉆II的空心軸41和軸上的螺旋葉片42形成的螺旋絞輪向上輸送泥土經(jīng)輸泥輪56和出泥盤55組成的出泥機構送出地面；鉆井施工過程中，在松軟土層施工時，為防止井壁泥土崩塌脫落，本實用新型鉆具特設置有擴脹機構；它是由子母鉆I的錐形尾蓋31上聯(lián)接一個脹圈68，它將子母鉆I圓筒外殼開挖出的井壁周邊泥土向外擴脹擠緊壓固，使井壁已無崩塌危害，當鉆井井深到達固土層時，井壁已無崩塌危害，脹圈反而會增加向鉆頭向下鉆進的阻力，此時經(jīng)由錐形蓋31上的吊環(huán)33將子母鉆I小距離向上提起，絞輪圓筒外殼45上的千斤頂69脫離脹圈68，千斤頂69同自身重力向下倒垂，失去對脹圈68的鎖扣定位作用，子母鉆I便可脫離脹圈68繼續(xù)向下鉆進施工；當鉆井施工至井深到位后，便可通過本實用新型鉆尖澆注混泥凝土樁柱，混凝土由中心鉆III上端的混凝土連接頭67輸入，經(jīng)空心軸41注入井底端，沖開分瓣抱合的錐體尖鉆39，注入井底巖層上。 本實用新型實用于江河海上橋墩井、高鐵路基墩井、城市建房墩井、立交橋墩井及農(nóng)村用的抗旱水井。
權利要求一種塔式大直徑深井行星子母鉆，其特征在于它由子母鉆(I)內(nèi)安裝中心鉆(III)構成，子母鉆(I)下端裝有若干子鉆頭(II)，上部有擴脹機構(IV)和出泥機構(V)；子母鉆(I)是由外殼圓筒(1)內(nèi)空間隔開套置子母鉆圓筒座(9)，外殼圓筒(1)上端聯(lián)接錐形尾蓋(31)，子母鉆圓筒座(9)下端聯(lián)接喇叭狀母鉆座(20)，形成有環(huán)狀空腔的夾層圓筒體，環(huán)狀空腔內(nèi)，在外殼圓筒(1)上部裝有液壓馬達(4)，其軸齒輪(5)與固聯(lián)于子母圓筒座(9)上的驅(qū)動大齒輪(6)嚙合，驅(qū)動子母鉆圓筒座(9)，子母鉆圓筒座(9)中部經(jīng)幅向靠背輪(8)，下端經(jīng)三向定位靠背輪組與外殼圓筒(1)滑滾定位聯(lián)接，三向定位靠背輪組是由固聯(lián)于外殼圓筒(1)的三向定位座圈(16)上安裝后向、幅向、前向三向靠背輪(17)、(18)、(19)；子鉆頭(II)是由子鉆頭軸(25)經(jīng)多個軸承(11)、(24)安裝在固聯(lián)于母鉆座(20)的座圈(10)及軸套座(23)中，子鉆頭軸(25)上端齒輪(14)與固聯(lián)于外殼圓筒(1)上的內(nèi)齒環(huán)(13)嚙合，子鉆頭軸(25)下端裝有刀架(27)和合金刀具(28)；中心鉆(III)是由空心軸(41)上安裝螺旋葉片(42)，空心軸(41)下端裝有分瓣抱合的錐體尖鉆(39)，空心軸(41)上端裝有齒輪(61)，置于齒輪箱(59)內(nèi)，由箱頂?shù)囊簤厚R達(63)的軸齒輪(62)嚙合傳動，齒輪(62)下方的空心軸(41)上裝有平面軸承(60)，齒輪箱(59)下方的空心軸(41)上裝有輸泥輪(56)，置于出泥盤(55)內(nèi)，出泥盤(55)上有出泥漏斗(58)，出泥盤(55)與輸泥輪(56)組成出泥機構(V)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的塔式大直徑深井行星子母鉆，其特征在于其擴脹機構(IV)包含一個兩端有錐面收縮口的圓筒形脹圈(68)和鎖緊機構；脹圈(68)的外徑大于外殼圓筒(1)外徑，鎖緊機構由鉸接于子母鉆(I)的千斤頂(69)與掛鉤(70)組成，它將脹圈(68)定位鎖裝于子母鉆(I)上。
3. 根據(jù)權利要求l所述的塔式大直徑深井行星子母鉆，其特征在于子母鉆(I)的錐形尾蓋(31)上端處裝有多個立裝的推力滑輪(35)，上有滑輪壓環(huán)(36)與推力滑輪頂部滾動觸接，中心鉆(III)在與滑輪壓環(huán)(36)相對應的位置上有靠背滾圈(43)與之壓接。
4. 根據(jù)權利要求l所述的塔式大直徑深井行星子母鉆，其特征在于根據(jù)中心鉆(III)長度需要，在子母鉆(I)的錐形尾蓋(31)上端軸向延伸聯(lián)接1至多個鉸輪圓筒外殼(45)，并增加幅向定位結構即在其中某處相鄰的兩上鉸輪圓筒外殼聯(lián)聯(lián)處裝有幅向靠背輪(49)，在中心鉆(III)的對應處有幅向靠背圈(51)與之幅向定位滾動觸接，幅向靠背圈(51)經(jīng)支撐葉片(52)聯(lián)接于空心軸(41)上。
專利摘要塔式大直徑深井行星子母鉆，由子母鉆(I)內(nèi)安裝中心鉆(III)構成，子母鉆(I)由液壓馬達(4)的齒輪(5)經(jīng)驅(qū)動大齒輪(6)傳動子母鉆圓筒座(9)，由它再經(jīng)行星齒輪(14)與內(nèi)齒輪(13)嚙合傳動子母鉆(I)下端的若干個子鉆頭(II)，子母鉆(I)由后部的三向定位靠背輪組及中部的的幅向靠背輪(8)滑滾定位，子母鉆(I)上有由脹圈(68)及千斤頂(69)和掛鉤(70)組成的擴脹機構(IV)，中心鉆(III)由空心軸(41)上聯(lián)接螺旋葉片(42)，下端有分瓣合抱的錐體尖鉆(39)，上端有平面軸承(60)，并由齒輪(61)與液壓馬達(63)的齒輪(62)嚙合傳動，上端還有由輸泥輪(56)與出泥盤(55)組成的出泥機構V，本實用新型優(yōu)點是安全、高效掘鉆大直徑、深井鉆孔，掘進破碎、出泥、澆注混凝土樁基多工序綜合一體化施工，且可防止軟土層井壁崩塌。
文檔編號E21B4/02GK201460738SQ20092006554
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權日2009年8月12日
發(fā)明者沈紹成 申請人:沈紹成