專利名稱：具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機屬工程基礎(chǔ)施工設(shè)備，特別涉及大口徑鉆孔樁施工設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前在橋梁、港口碼頭和高層建筑基礎(chǔ)施工中，采用大口徑鉆孔樁工法時，廣泛使用的設(shè)備是動力頭工程鉆機，目前使用的該型鉆機為恒減壓自動鉆進(jìn)模式，即由鉆機的鉆具總成自身的重量提供破碎巖層的壓力，在鉆進(jìn)過程中，通過兩個提放油缸提起部分鉆具總成自身重量，這樣充分利用鉆具總成的鉛垂作用，保證沉孔的垂直度和施加最佳破巖壓力，同時自動恒減壓跟進(jìn)作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
隨著基礎(chǔ)施工工法的多樣性和基礎(chǔ)地質(zhì)巖層的復(fù)雜性，對配合施工的動力頭工程鉆機提出了更高的要求，比如開孔或鉆孔深度快到位但基礎(chǔ)巖層強度不均勻等造成鉆具總成自身重量不能滿足鉆進(jìn)要求，再比如鉆斜孔時鉛垂作用不能使用，這樣既有的恒減壓動力頭工程鉆機不能滿足更為復(fù)雜的施工需要，因此必須增加動力頭工程鉆機的恒加壓功能，與此相應(yīng)地還必須增加鉆具總成的穩(wěn)定性，以保證鉆機在恒加壓鉆進(jìn)施工中的穩(wěn)定性和安全性。
為此，提出本實用新型具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機技術(shù)設(shè)計方案1.本實用新型具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機，包括動力頭(1)、鉆具總成(2)、鉆頭(3)、穩(wěn)定器鉆桿(4)、滑動橫梁(5)、提放油缸(6)、底盤(7)和加減壓工作系統(tǒng)(8)，其特征在于所說的穩(wěn)定器鉆桿(4)由鉆桿(27)和徑向穩(wěn)定器(33)組成，穩(wěn)定器鉆桿(4)安裝在鉆具總成(2)的鉆桿系統(tǒng)中；所說的加減壓工作系統(tǒng)(8)中兩個提放油缸(6)的缸筒，通過滑移橫梁(5)和動力頭(1)聯(lián)接，兩個提放油缸(6)的活塞桿分別和底盤(7)固聯(lián)，加、減壓泵(21)取自油箱(24)中的液壓油，經(jīng)單向閥(25)、壓油管(26)和手動換向閥(15)的工作油管(13)、(14)向兩個提放油缸(6)提供液壓油，手動換向閥(15)的回油經(jīng)回油管(16)、(17)合并后，經(jīng)單向閥(18)、回油管(23)回至油箱(24)，手動換向閥(15)的換向，改變工作油管(13)、(14)中液壓油的流動方向，帶動兩個提放油缸(6)的缸筒上、下移動，從而帶動動力頭(1)的升、降運動，使鉆頭(3)相應(yīng)減壓、加壓鉆進(jìn)，同時通過溢流閥(19)和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(20)調(diào)整其壓力恒定。
2.本實用新型具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機所說的通過手動換向閥(15)的工作油管(13)、(14)，各自有兩個支管(9)、(11)和(10)、(12)分別與兩個提放油缸(6)的大、小油腔連通；當(dāng)油缸小腔受壓時，動力頭(1)下降，加壓鉆進(jìn)；當(dāng)油缸大腔受壓時，動力頭(1)上升，減壓鉆進(jìn)。
3.本實用新型具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機所說的穩(wěn)定器鉆桿(4)中的鉆桿(27)和徑向穩(wěn)定器(33)中的上、下兩個檔板(28)及其之間的內(nèi)圓板(29)焊接固聯(lián)，4個均勻?qū)ΨQ布置的翅翼(32)和外圓板(31)螺栓固聯(lián)，多片扇形中間曲板(30)在內(nèi)圓板(29)和外圓板(31)之間均勻排列，中間曲板(30)和其四周各板均有適當(dāng)間隙，構(gòu)成類似軸承結(jié)構(gòu)，從而內(nèi)、外圓板可相對轉(zhuǎn)動，鉆桿(27)和翅翼(32)可相對轉(zhuǎn)動。
本實用新型具有恒加、減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機解決了現(xiàn)有動力頭鉆機無恒加壓鉆進(jìn)功能的技術(shù)問題，使之能適應(yīng)更復(fù)雜地質(zhì)狀況的施工需要，本實用新型鉆機提高了鉆進(jìn)效率，縮短了施工周期，加快工程進(jìn)度，有顯著社會和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1本實用新型工程鉆機機構(gòu)及控制示意圖圖2本實用新型工程鉆機穩(wěn)定器鉆桿主視圖圖3本實用新型工程鉆機穩(wěn)定器鉆桿俯視圖具體實施方案本實用新型工程鉆機，無論在恒加壓或恒減壓鉆進(jìn)操作過程中，如因鉆進(jìn)地質(zhì)巖層狀況改變而引起破巖速度變慢或加快時，均能由鉆壓的變化使油缸的大、小油腔的液壓油獲得相應(yīng)補充或釋放，直到液壓油壓力達(dá)到設(shè)定值為止，實現(xiàn)恒壓自動鉆進(jìn)。
現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步加以說明一、當(dāng)恒加壓鉆進(jìn)時手動換向閥(15)向上移動時，液壓油通過其工作油管(14)經(jīng)兩個支管(10)、(12)向兩個提放油缸(6)的小腔進(jìn)油，下壓鉆具總成(2)和鉆頭(3)，兩個提放油缸(6)的大腔回油通過兩個支管(9)、(11)和工作油管(13)，進(jìn)入手動換向閥(15)的回油管(16)、(17)，下壓力通過溢流閥(19)和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(20)調(diào)整，直至調(diào)整到設(shè)定值，實現(xiàn)恒加壓鉆進(jìn)。
在當(dāng)前恒加壓鉆進(jìn)過程中，當(dāng)破巖速度變慢時，鉆壓會加大，兩個提放油缸(6)的小腔中的壓力加大，這時兩個提放油缸(6)小腔的液壓油通過相應(yīng)通道，通過溢流閥(19)和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(20)釋放液壓油，直到液壓油壓力達(dá)到設(shè)定值，實現(xiàn)自動鉆進(jìn)。
反之，當(dāng)破巖速度加快時，鉆壓會減小，兩個提放油缸(6)的小腔中的壓力減小，這時加、減壓泵(21)通過相應(yīng)通道向兩個提放油缸(6)小腔補充液壓油，直到液壓油壓力達(dá)到設(shè)定值，實現(xiàn)自動鉆進(jìn)。
因此該鉆機始終保持恒加壓自動鉆進(jìn)功能。
當(dāng)恒加壓鉆進(jìn)作業(yè)時，必須將本實用新型鉆機的穩(wěn)定器鉆桿(4)和鉆桿(27)適當(dāng)間隔聯(lián)接使用，根據(jù)所要求的鉆孔尺寸，選擇不同尺寸的翅翼(32)，使穩(wěn)定器鉆桿對稱布置的翅翼(32)形成的外圓尺寸相應(yīng)小于所需鉆孔內(nèi)徑，既保證鉆進(jìn)過程翅翼(32)順利上下移動，又能和所鉆孔內(nèi)壁接觸，以支承鉆桿，防止其側(cè)撓，充分確保本實用新型鉆機在恒加壓鉆進(jìn)作業(yè)中，穩(wěn)定安全作業(yè)。
二、當(dāng)恒減壓鉆進(jìn)時手動換向閥(15)向下移動時，液壓油通過其工作油管(13)經(jīng)兩個支管(9)、(11)向兩個提放油缸(6)的大腔進(jìn)油，提升鉆具總成(2)和鉆頭(3)，兩個提放油缸(6)的小腔回油通過兩個支管(10)、(12)和工作油管(14)進(jìn)入手動換向閥(15)的回油管(16)、(17)，提升力通過溢流閥(19)和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(20)調(diào)整，直至調(diào)整到設(shè)定值，實現(xiàn)減壓鉆進(jìn)。
在當(dāng)前恒減壓鉆進(jìn)過程中，當(dāng)破巖速度變慢時，鉆壓會加大，兩個提放油缸(6)的大腔中的壓力降低，這時加、減壓泵(21)通過相應(yīng)通道向兩個提放油缸(6)的大腔補充液壓油，直到液壓油壓力達(dá)到設(shè)定值，實現(xiàn)自動鉆進(jìn)。
反之，當(dāng)破巖速度加快時，鉆壓會減小，兩上提放油缸(10)的大腔中的壓力加大，這時兩個提放油缸(6)大腔的液壓油通過相應(yīng)通道，通過溢流閥(19)和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(20)釋放液壓油，直到液壓油壓力達(dá)到設(shè)定值，實現(xiàn)自動鉆進(jìn)。
因此鉆機始終保持恒減壓自動鉆進(jìn)功能。
當(dāng)恒減壓鉆進(jìn)工作時，可不用穩(wěn)定器鉆桿(4)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。
例1例如某基礎(chǔ)施工時，在某一個鉆深100m直徑3m孔，當(dāng)鉆孔深度接近100m時，由于基礎(chǔ)巖石強度不均勻，此時鉆具總成(2)自身100t重量不滿足鉆進(jìn)要求，不能破碎當(dāng)前的基礎(chǔ)巖石，需要增加10t即共110t壓力才能破碎當(dāng)前的基礎(chǔ)巖石，重新提起鉆具總成(2)加放配重則費時費力，這時只需采用加壓鉆進(jìn)模式，即將手動換向閥(15)推至加壓狀態(tài)，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(20)至30bar，即可通過兩油缸(6)給鉆具總成(2)增加10t的壓力繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，直至達(dá)到規(guī)定的鉆孔深度，從而提高了工效。
權(quán)利要求1.具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機，包括動力頭(1)、鉆具總成(2)、鉆頭(3)、穩(wěn)定器鉆桿(4)、滑動橫梁(5)、提放油缸(6)、底盤(7)和加減壓工作系統(tǒng)(8)，其特征在于所說的穩(wěn)定器鉆桿(4)由鉆桿(27)和徑向穩(wěn)定器(33)組成，穩(wěn)定器鉆桿(4)安裝在鉆具總成(2)的鉆桿系統(tǒng)中；所說的加減壓工作系統(tǒng)(8)中兩個提放油缸(6)的缸筒，通過滑移橫梁(5)和動力頭(1)聯(lián)接，兩個提放油缸(6)的活塞桿分別和底盤(7)固聯(lián)，加、減壓泵(21)取自油箱(24)中的液壓油，經(jīng)單向閥(25)、壓油管(26)和手動換向閥(15)的工作油管(13)、(14)向兩個提放油缸(6)提供液壓油，手動換向閥(15)的回油經(jīng)回油管(16)、(17)合并后，經(jīng)單向閥(18)、回油管(23)回至油箱(24)，手動換向閥(15)的換向，改變工作油管(13)、(14)中液壓油的流動方向，帶動兩個提放油缸(6)的缸筒上、下移動，從而帶動動力頭(1)的升、降運動，使鉆頭(3)相應(yīng)減壓、加壓鉆進(jìn)，同時通過溢流閥(19)和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(20)調(diào)整其壓力恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機，其特征在于所說的通過手動換向閥(15)的工作油管(13)、(14)，各自有兩個支管(9)、(11)和(10)、(12)分別與兩個提放油缸(6)的大、小油腔連通；當(dāng)油缸小腔受壓時，動力頭(1)下降，加壓鉆進(jìn)；當(dāng)油缸大腔受壓時，動力頭(1)上升，減壓鉆進(jìn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有加減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機，其特征在于所說的穩(wěn)定器鉆桿(4)中的鉆桿(27)和徑向穩(wěn)定器(33)中的上、下兩個檔板(28)及其之間的內(nèi)圓板(29)焊接固聯(lián)，4個均勻?qū)ΨQ布置的翅翼(32)和外圓板(31)螺栓固聯(lián)，多片扇形中間曲板(30)在內(nèi)圓板(29)和外圓板(31)之間均勻排列，中間曲板(30)和其四周各板均有適當(dāng)間隙，構(gòu)成類似軸承結(jié)構(gòu)，從而內(nèi)、外圓板可相對轉(zhuǎn)動，鉆桿(27)和翅翼(32)可相對轉(zhuǎn)動。
專利摘要具有加、減壓自動鉆進(jìn)功能的動力頭工程鉆機，屬工程基礎(chǔ)施工設(shè)備。目前施工采用的動力頭鉆機為恒減壓自動鉆進(jìn)模式，不能滿足更為復(fù)雜的施工需要，本實用新型工程鉆機有加、減壓功能，其特征在于該鉆機加、減壓工作系統(tǒng)中的兩個提放油缸的缸筒，通過滑移橫梁和動力頭聯(lián)接，手動換向閥兩個工作油管，通過各自的兩個支管分別與兩個提放油缸的大小油腔連通，通過手動換向閥的換向，改變工作油管中液壓油的工作流向，帶動提放油缸的上、下移動，從而帶動動力頭的升、降，使鉆機相應(yīng)減壓、加壓鉆進(jìn)，通過溢流閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)整其壓力恒定；同時由于本實用新型鉆機采用了穩(wěn)定器鉆桿，提高了鉆桿的穩(wěn)定性，充分確保了恒加壓鉆進(jìn)作業(yè)中的穩(wěn)定安全。本實用新型鉆機提高了鉆進(jìn)效率，縮短施工周期，加快工程進(jìn)度，有顯著社會和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號E21B3/00GK2713114SQ20042001773
公開日2005年7月27日 申請日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者孫笑萍, 嚴(yán)漢平 申請人:中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋機有限公司