專(zhuān)利名稱(chēng)：用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭和帶有單動(dòng)力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攪拌頭和攪拌樁機(jī)，尤其是用于軟弱地基的單動(dòng)力雙 向多層攪拌頭和帶有單動(dòng)力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)。
技術(shù)背景在鐵路、公路、建筑、市政、水利、港口工程的攪拌樁施工中，樁機(jī) 成樁通常采用鉆頭單方向旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、攪拌，成樁，出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，效率低、 質(zhì)量不易保證。最近有文獻(xiàn)表明采用雙電機(jī)、雙鉆桿雙向鉆進(jìn)、攪拌，雖 然提高了鉆進(jìn)效率與成樁質(zhì)量，但需要改造或重新制造樁機(jī)，成本高?，F(xiàn)有樁機(jī)單方向旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、攪拌，效率低、質(zhì)量不易保證。而雙電機(jī)、 雙鉆桿需要改造或重新制造樁機(jī)，成本昂貴。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向 多層攪拌頭和帶有單動(dòng)力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，攪拌頭可以直接安 裝在現(xiàn)有的樁機(jī)上。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種用于軟弱地 基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，包括與樁機(jī)電機(jī)帶動(dòng)的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤(pán)， 位于聯(lián)結(jié)盤(pán)下方的葉片套，連接在葉片套外部側(cè)面的多個(gè)多層鉆頭葉片和 位于底部的前鉆頭，還包括改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī) 構(gòu)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上端與上部葉片套相連，傳動(dòng)軸下端與另一下 部葉片套相連；在上部葉片套、下部葉片套和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的被動(dòng)齒輪上 分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)上連接有與鉆頭葉片平行 的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反向推力板；反向推 力板比鉆頭葉片長(zhǎng)。所述的上部葉片套通過(guò)螺栓與上部連接套連接，上部連接套通過(guò)內(nèi)花 鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上端連接，下部葉片套通過(guò)螺栓與下部連接套 連接，下部連接套通過(guò)內(nèi)花鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸下端連接。
所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)由主動(dòng)齒輪、小傘輪、被動(dòng)齒輪、支撐套和起傳 動(dòng)軸作用的花鍵軸構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系，所述的反向推力板焊接在支撐套上。 采用多組周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)依次連接在一起。所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)為2組。所述的前鉆頭直徑大于葉片套端面直徑。所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)為錐齒或直齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)。一種帶有單動(dòng)力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，包括鉆桿、動(dòng)力頭、樁 架、攪拌罐、泥漿泵和連接在鉆桿下部的攪拌頭，攪拌頭包括與樁機(jī)電機(jī) 帶動(dòng)的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤(pán)，位于聯(lián)結(jié)盤(pán)下方的葉片套，連接在葉片套外部 側(cè)面的多個(gè)多層鉆頭葉片、位于底部的前鉆頭和改變不同層的鉆頭葉片旋 轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上端與上部葉片套相連， 傳動(dòng)軸下端與另一下部葉片套相連；在上部葉片套、下部葉片套和周轉(zhuǎn)輪 系機(jī)構(gòu)的被動(dòng)齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)上連 接有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的 反向推力板；反向推力板鉆頭葉片長(zhǎng)。本發(fā)明的有益效果是1) 正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)攪拌效率高，使功效提高一倍以上。2) 攪拌頭旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)多組攪拌葉片同時(shí)雙向旋轉(zhuǎn)，能夠保證水泥漿在 樁體中的摻入量，不會(huì)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象；能夠保證樁身水泥土充分?jǐn)嚢杈鶆颍?確保成樁質(zhì)量和樁身質(zhì)量。3) 錐齒或直齒機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，傳動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)。4) 不需改造原有樁機(jī)或制造新樁機(jī)，降低成本。5) 前鉆頭擴(kuò)鉆減少阻力。


圖1是本發(fā)明的用于軟弱地基的單動(dòng)力一組3層正反轉(zhuǎn)攪拌頭結(jié)構(gòu)圖。圖2是周轉(zhuǎn)輪系的原理圖。圖3是本發(fā)明的原理圖。圖4是本發(fā)明用于軟弱地基的單動(dòng)力兩組4層正反正反轉(zhuǎn)攪拌頭結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明 本發(fā)明的樁機(jī)工作原理與現(xiàn)有技術(shù)是相同的，所以不再敘述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)是攪拌頭結(jié)構(gòu)不同，下面進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明實(shí)施例l 一組3層正反轉(zhuǎn)攪拌頭如圖l所示，本發(fā)明實(shí)施例的用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，包括與樁機(jī)電機(jī)帶動(dòng)的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤(pán)1，位于聯(lián)結(jié)盤(pán)1下方的上部葉片套31和位于底部的前鉆頭22，還包括改變不同層鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn) 輪系機(jī)構(gòu)40，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的傳動(dòng)軸上端與上部葉片套31相連，傳動(dòng) 軸下端與另一下部葉片套21相連；在上部葉片套31、下部葉片套21和錐 齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的被動(dòng)齒輪11上分別焊接有一組第3層鉆頭葉片27、 第1層鉆頭葉片23和第2層鉆頭葉片26;在錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40上連接 有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反 向推力板24;反向推力板24比鉆頭葉片長(zhǎng)C。所述的錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40由主動(dòng)齒輪18、小傘輪15、被動(dòng)齒輪11、 支撐套14和起傳動(dòng)軸作用的花鍵軸2構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系，所述的反向推力板24 焊接在支撐套14上，所述的上部葉片套31通過(guò)螺栓5與上部連接套4連 接，上部連接套4通過(guò)內(nèi)花鍵與錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的起傳動(dòng)軸作用的花 鍵軸2上端連接，下部葉片套21通過(guò)螺栓35與下部連接套20連接，下部 連接套20通過(guò)內(nèi)花鍵與錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的花鍵軸2下端連接。前鉆頭22直徑大于葉片套端面直徑，達(dá)到了減小鉆進(jìn)阻力目的。下面對(duì)本發(fā)明的具體過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明反向推力板24插入到樁周土中，樁機(jī)電機(jī)帶動(dòng)鉆桿正向旋轉(zhuǎn)，鉆桿與 聯(lián)接盤(pán)1聯(lián)接，因第3層鉆頭葉片27焊接在聯(lián)接盤(pán)1下的上部葉片套31 的外壁上，實(shí)現(xiàn)第3層鉆頭葉片27正轉(zhuǎn)，上部葉片套31通過(guò)螺栓5與上 部連接套4連接起來(lái)，上部連接套4通過(guò)內(nèi)花鍵與花鍵軸2連接，并用螺 母3鎖緊固定?；ㄦI軸2將運(yùn)動(dòng)傳給主動(dòng)齒輪18，主動(dòng)齒輪18傳給小傘輪 15 (中間介輪)，小傘輪15又將運(yùn)動(dòng)傳給被動(dòng)齒輪11，此時(shí)由主動(dòng)齒輪 18、小傘輪15、被動(dòng)齒輪11及支撐套14和花鍵軸2，就構(gòu)成了一個(gè)周轉(zhuǎn) 輪系，簡(jiǎn)化原理如圖2、 3，后面具體說(shuō)明。反向推力板焊接在支撐套14上， 用反向推力板24固定支撐套14，使被動(dòng)齒輪ll反轉(zhuǎn)，第2層鉆頭葉片26
焊接在被動(dòng)齒輪ll上，完成反轉(zhuǎn)?；ㄦI軸2將動(dòng)力傳給主動(dòng)齒輪18，同時(shí) 也將動(dòng)力傳給下部連接套20，下部連接套20通過(guò)螺栓與焊有第1層鉆頭葉 片23的下部葉片套21連接成一體，并用螺母28鎖緊，實(shí)現(xiàn)第l層鉆頭葉 片23正轉(zhuǎn)。圖中6、 7、 12為0型密封圈，起到密封錐齒周轉(zhuǎn)輪系作用， 他們能夠使軸承IO、 19、 29,主動(dòng)齒輪18、小傘輪15、被動(dòng)齒輪ll在良 好條件下工作，延長(zhǎng)整個(gè)攪拌頭的壽命。螺釘8、 38、 48起固定端蓋9、 13、 33的作用，端蓋9、 13、 33固定軸承10、 19、 29外圈，軸承10內(nèi)圈由上 部聯(lián)結(jié)套4固定，軸承19內(nèi)圈由被動(dòng)齒輪11和主動(dòng)齒輪18臺(tái)階固定，軸 承19、 29固定支撐套14，軸承10與位于上方的軸承19固定支撐被動(dòng)齒輪 11。軸16旋入支撐套14，利用凸出部分固定支撐小傘輪15,繞其旋轉(zhuǎn)。 為減小整個(gè)機(jī)構(gòu)前端豎直向下鉆進(jìn)的阻力，前鉆頭22的直徑大于葉片套端 面直徑，達(dá)到了減小鉆進(jìn)阻力目的。由于周轉(zhuǎn)輪系為本領(lǐng)域的通用機(jī)構(gòu)，在此不多敘述。 上述實(shí)施例中第3層鉆頭葉片27、第2層鉆頭葉片26和第1層鉆頭葉 片23分別進(jìn)行正、反、正的旋轉(zhuǎn)。如果在上述上部葉片套31、下部葉片套21和錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的 被動(dòng)齒輪11上分別焊接有兩組鉆頭葉片，那么6個(gè)鉆頭葉片從上到下依次 為正正、反反、正正的旋轉(zhuǎn)。所以通過(guò)鉆頭葉片組數(shù)的不同，可以進(jìn)行多 種組合。本發(fā)明的單動(dòng)力雙向轉(zhuǎn)動(dòng)多層攪拌頭工作原理如下圖2為結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖，該周轉(zhuǎn)輪系具有兩個(gè)自由度， 一般需要給定兩 個(gè)構(gòu)件以獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，否則是不確定的運(yùn)動(dòng)，若將構(gòu)件103固定，變成行 星輪系，若將構(gòu)件102固定變成定軸輪系。如圖3所示，在行星架H (相當(dāng)于實(shí)施例1中的支撐套14)上裝反向 推力板24固定H，反向推力板24插入在樁周土 105中。反向推力板24直 徑大于鉆頭葉片23直徑差C部分插于未松動(dòng)土壤或泥漿處起固定支撐作 用，使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系，如圖，此時(shí)IOI， 103傳動(dòng)比數(shù)值為1: 1。 圖中的Z表示正轉(zhuǎn)，F(xiàn)表示反轉(zhuǎn)。 實(shí)施例2兩組4層正反正反轉(zhuǎn)攪拌頭如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，將二組錐齒周轉(zhuǎn)輪
系40用連接套25連接起來(lái)，并且在上部葉片套31上沒(méi)有焊接鉆頭葉片， 從下往上的4個(gè)鉆頭葉片達(dá)到正反正反轉(zhuǎn)動(dòng)組合目的。
具體實(shí)施方式
與圖1 相同，不再贅述。當(dāng)然，可以通過(guò)多個(gè)錐齒周轉(zhuǎn)輪系40的組合，達(dá)到多個(gè)正反正反的組合。上述實(shí)施例以錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)為例，當(dāng)然，采用直齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu) 也可以。本發(fā)明的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭安裝在現(xiàn)有的攪拌樁機(jī)樁機(jī)上，攪拌 樁機(jī)包括鉆桿、動(dòng)力頭、樁架、攪拌罐、泥漿泵等，由于攪拌樁機(jī)為現(xiàn)有 設(shè)備，不再贅述。本發(fā)明利用反向推力板插入樁周土中，將周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)變成定軸輪系 機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)鉆頭正、反轉(zhuǎn)雙向旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、攪拌。由于本發(fā)明只是改變了 下部攪拌頭的結(jié)構(gòu)，仍然采用單動(dòng)力，在不改變?cè)袛嚢铇稑稒C(jī)結(jié)構(gòu)及操作方法條件下，實(shí)現(xiàn)樁機(jī)鉆頭正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)與攪拌；提高成樁速度與 成樁質(zhì)量。并且利用反向推力板插入樁周土中，通過(guò)軟固定的方式，實(shí)現(xiàn) 鉆頭葉片正反旋轉(zhuǎn)。直接安裝到原有樁機(jī)上，降低成本，并且能夠保證水 泥漿在樁體中的摻入量，不會(huì)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，保證樁身水泥土充分?jǐn)嚢杈?勻，確保成樁質(zhì)量和樁身質(zhì)量。正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)攪拌效率高，使功效提 高。綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，相同領(lǐng)域內(nèi)的 有識(shí)之士可以在本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)可以輕易提出其他的實(shí)施例， 但這種實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，包括與樁機(jī)電機(jī)帶動(dòng)的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤(pán)(1)，位于聯(lián)結(jié)盤(pán)(1)下方的葉片套，連接在葉片套外部側(cè)面的多個(gè)多層鉆頭葉片和位于底部的前鉆頭(22)，其特征在于，還包括改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的傳動(dòng)軸上端與上部葉片套(31)相連，傳動(dòng)軸下端與另一下部葉片套(21)相連；在上部葉片套(31)、下部葉片套(21)和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的被動(dòng)齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)上連接有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反向推力板(24)；反向推力板(24)比鉆頭葉片長(zhǎng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的上部葉片套(31)通過(guò)螺栓(5)與上部連接套(4)連 接，上部連接套(4)通過(guò)內(nèi)花鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的傳動(dòng)軸上端連接， 下部葉片套(21)'通過(guò)螺栓(35)與下部連接套(20)連接，下部連接套(20)通過(guò)內(nèi)花鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的傳動(dòng)軸下端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)由主動(dòng)齒輪(18)、小傘輪(15)、 被動(dòng)齒輪(11)、支撐套(14)和起傳動(dòng)軸作用的花鍵軸(2)構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪 系，所述的反向推力板(24)焊接在支撐套(14)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，采用多組周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)依次連接在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)為2組。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的前鉆頭(22)直徑大于葉片套端面直徑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)為錐齒或直齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)。
8、 一種帶有單動(dòng)力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，包括鉆桿、動(dòng)力頭、 樁架、攪拌罐、泥漿泵和連接在鉆桿下部的攪拌頭，其特征在于，攪拌頭 包括與樁機(jī)電機(jī)帶動(dòng)的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤(pán)(1)，位于聯(lián)結(jié)盤(pán)(1)下方的葉 片套，連接在葉片套外部側(cè)面的多個(gè)多層鉆頭葉片、位于底部的前鉆頭(22) 和改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu) (40)的傳動(dòng)軸上端與上部葉片套(31)相連，傳動(dòng)軸下端與另一下部葉片套(21)相連；在上部葉片套(31)、下部葉片套(21)和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu) (40)的被動(dòng)齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)上連接有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反向推力板(24);反向推力板(24)比鉆頭葉片長(zhǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于軟弱地基的單動(dòng)力雙向多層攪拌頭和帶有單動(dòng)力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，包括聯(lián)結(jié)盤(pán)、葉片套、鉆頭葉片、前鉆頭，上部葉片套與改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上端相聯(lián)，傳動(dòng)軸下端與另一下部葉片套相連；在上部葉片套、下部葉片套和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的被動(dòng)齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)上連接有與鉆頭葉片平行的，使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的，插入到樁周土中的反向推力板。在不改變?cè)袛嚢铇稑稒C(jī)結(jié)構(gòu)及操作方法條件下，實(shí)現(xiàn)樁機(jī)鉆頭正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)與攪拌；提高成樁速度與成樁質(zhì)量。
文檔編號(hào)E02D7/00GK101158158SQ200710150209
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者任作偉, 孫明智, 宋緒國(guó), 張千里, 徐玉杰 申請(qǐng)人:徐玉杰;宋緒國(guó);張千里;孫明智