[实用新型]可测控的差动式钻扩孔两用钻机

说明书

本实用新型属于建筑工程桩基础施工用的钻机，主要用于多级扩孔桩的钻扩孔施工。

在当前，围绕多级扩孔桩的成孔问题，已公开了多项专利技术方案。例如：在钻成孔中采用二连杆挤压板分步旋转挤压孔壁成盘为特征的专利有(ZL89107846.0)和(ZL99205417.6)；以钻头铤杆及滑套上铰接二连杆扩孔刀，靠挤压使二连杆扩孔刀悬臂伸出旋转切削扩孔为特征的专利有(ZL95213581.2)、(ZL97213085.3)和(ZL99228453.8)；以扩盘机输出轴上的旋转挤压扩孔刀靠悬臂伸出旋转切削扩孔为特征的专利有(ZL97213123.8)和(ZL97213124.6)。上述专利中所提出的解决扩孔问题的技术方案，由于受其所选择的扩孔方式及扩孔机构制约，存在着诸如：钻孔扩孔两次成型的工序复杂和效率抵之不足，和因扩孔刀受力不合理致使钻头机构过大而笨重低效之不足，以及对扩孔过程不能进行监测和控制的问题。

分析上述各项专利技术方案后可发现，其解决方案中均缺乏把改进钻机功能与钻头的改进作为整体解决方案中的要素进行统一考虑和改进设计，而是对现有的钻机简单地加以利用，并在传统钻孔观念的基础上，试图仅仅通过对钻头的改进来解决扩孔的难题，因而难免有遗憾。

本实用新型的目的，是在现有的潜水钻机及钻头结构的基础上，对其进行总体改进设计，改进后的潜水钻机具有可测可控的双轴三速的输出功能，改进后的钻头具有可由差速驱动按固定速比伸缩扩孔的扩孔刀杆，通过控制轴将钻机与钻头的差速功能有机地结合在本钻机之中，使该钻机成为一种新型的可测可控的钻扩孔两用钻机。

本实用新型的技术方案：可测控的差动式钻扩孔两用钻机，包括潜水电机和连在其下部的行星式减速器和钻机轴，钻机轴与钻头连接，其特征在于：

a．在潜水电机轴和行星式减速器的太阳轮轴和钻机轴中心开设的中心通孔内设有控制轴，控制轴的停转、或与潜水电机同速转动受其上端设置的电磁制动器和电磁离合器的控制；

b．在钻头上部有一钻头横梁，钻头横梁下部对称水平设置有两根头部带有齿爪刀的扩孔刀杆，钻头中心轴与钻头横梁由差速传动机构驱动扩孔刀杆作水平伸缩扩孔运动；

c．在电机轴和控制轴旁设有检测电机轴和控制轴转数的两组转数检测器。

上述电磁制动器由控制轴上部固装的连接环，连接环上面的上衔铁与固装在电机小端盖下面的静磁轭组成，当静磁轭通电，上衔铁与静磁轭吸合时，控制轴的转速为零。

上述电磁离合器由控制轴上部固装的连接环，连接环上面的下衔铁与固装在电机轴上端的动磁轭组成，当动磁轭通电，下衔铁与动磁轭吸合时，控制轴与电机轴同速转动。

上述差速传动机构是由钻头中心轴下端锥齿轮、通过与两根和钻头同速转动的锥齿轮轴的轴端锥齿轮、锥齿轮轴另一端锥齿轮与对应的蜗杆轴上端锥齿轮、蜗杆轴的蜗杆与连接扩孔刀杆的蜗轮轴上的蜗轮依次啮合构成。

上述控制轴由电机小端盖上的轴承和电机轴下端孔内的轴承支撑。

上述两根扩孔刀杆的内螺纹与差速传动机构中蜗轮轴上的外螺纹套啮合，其内侧端部有刀杆密封端盖。

上述两组转数检测器设置在电机轴和控制轴旁的动磁轭下面挡环及连接环外侧电机端盖套筒内侧筒壁上。

本实用新型采用在普通潜水钻机中的潜水电机轴及行星减速器的太阳轮轴和钻机轴中开设中心通孔，孔内设有一根控制轴，控制轴上端固装一连接环，连接环上下两面各设有一只带端齿盘的衔铁，上衔铁与固定在电机小端盖下面的静磁轭及端齿盘构成了控制轴的电磁制动器，下衔铁与固定在电机轴上端的动磁轭及端齿盘构成了控制轴的电磁离合器。在连接环及电磁离合器的动磁轭外侧电机端盖的套筒内侧筒壁上，还设有用于检测电机轴转数和控制轴转数的两组由接近开关组成的转数检测器。

在钻机中，电机动力经行星减速器减速增矩后由固装在钻机轴上的法兰驱动钻头旋转钻孔；受电磁制动器或电磁离合器控制的控制轴的转动通过其下端花键轴头插入钻头中心轴的花键套内传递到差动式钻扩孔两用钻头中，并因中心轴下端锥齿轮与随钻头同速转动的两根锥齿轮轴轴端锥齿轮的啮合而形成了差速传动机构。该差速传动机构将控制轴与钻头转速的差速通过上述两根锥齿轮轴另一轴端锥齿轮分别与其下方蜗杆轴上端锥齿轮的啮合，并通过蜗杆蜗轮的啮合驱动蜗轮轴及轴上外螺纹套转动。所述蜗轮轴上的两只外螺纹套在分别与其滑动刀杆的内螺纹啮合时产生的水平力，可同时驱动差动式钻扩孔两用钻头上的两根扩孔刀杆做等速相向水平伸缩扩孔运动。