[实用新型]活塞式多层扩孔钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种扩孔钻头，具体来说涉及一种在孔道内壁切削出多层锥形楔槽的扩孔钻头，特别是在岩石和混凝土锚孔中制作楔形自锁槽的活塞式多层扩孔钻头。

背景技术

中国专利公告号：2404619Y，公告日：2000年11月8日，实用新型名称：《一种混凝土自锁插杆及配套的扩孔钻头》，提出了由钻杆、凿头和底座组成的扩孔钻头，钻杆是一长形钢筋，凿头为两花瓣凿头，其上端与钻杆为铰接，底座是一上端为锥状短形钢筋，与钻杆用滑杆连接。将该钻头及底座放入孔的底部，当钻杆转动并向下运动时，两花瓣凿头沿底座上的斜面伸向孔壁，在孔壁上切出一个锥形楔面，以便于安装自锁锚杆。因其结构简单，自锁性好，锚固力较大，在岩石或混凝土锚固工程中获得了大量的应用，并被列入《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006。但由于该钻头及锚杆主要的锚固力由单层锚头处的岩石或混凝土承载体提供，当承载体如岩石或混凝土强度低时，该部位的应力集中难以使锚杆充分发挥效能。为了降低单层锚头处承载体的应力，避免承载体先于锚杆和锚头破坏，申请人在中国专利公告号：200968002，公告日：2007年10月31日，实用新型名称：《多层倒锥式楔锁锚杆》中，提出了采用直孔钻头和前述的扩孔钻头交替钻直孔、扩孔来生成多层扩孔，然后装入锚杆，在锚杆上先旋合安装底部的倒锥螺母，套上楔管，插入加压套筒，加压力使楔管变形而嵌入锚孔中的扩孔部位，抽出加压套筒，再旋合安装第二个倒锥螺母，多层楔管分步安装并通过多层楔管均摊锚固力，来改善锚头处承载体的受力状态。但要达到均摊锚固力的目的，在锚头分步安装时要求各锚头之间的间距与各扩孔层的间距相匹配。由于扩孔钻头只能一层一层地在孔壁上加工出锥形楔面，且各层间的尺寸精度无法精确保证，使锚杆安装前各扩孔层间距的测量精度要求很高。当锚孔较浅时，较容易保证测量的精度，当锚孔深达几十米时要保证各扩孔层间距测量的精准则很难达到，若安装误差过大，则会造成锚杆上的楔管无法卡入锚孔上的锥形楔面即扩孔部位，导致楔管锚固力的降低。特别是上述的扩孔钻头只能加工倒锥形楔面，相对于正锥形楔面锁固方式而言，其锚杆的抗拉拔力，使用可靠性和耐久性均较差。另外采用前述的扩孔钻头结构单一，由于只能一层一层地在孔壁上加工出锥形楔面，在深孔处生成多层扩孔时，需多次更换直孔钻头和扩孔钻头，不仅钻、扩孔精度难以保证，而且操作复杂，劳动强度大，施工效率极低。

发明内容

本实用新型的目的是克服前述扩孔钻头结构单一，只能加工单层锥形楔面，加工精度较低，效率低的缺陷和不足，提供一种可一次性加工多层锥形楔面的活塞式多层扩孔钻头。它操作简便，加工精度和效率高，自锁式锚杆或锚头的对应安装也极为简单。

本实用新型的技术解决方案是：活塞式多层扩孔钻头，它由活塞杆、外管和扇形刀片组成，所述外管的长度方向上设置有一排以上的直槽孔，直槽孔内装有扇形刀片，扇形刀片的圆心角一端铰接在销轴上，销轴固定在直槽孔的孔壁上，扇形刀片的弦长大于外管的壁厚，所述的活塞杆与外管的管孔滑动配合，活塞杆上对应扇形刀片设置有斜面滑槽，活塞杆经连接器与外管滑动连接。

所述外管的长度方向上设置有2-8排直槽孔，各排上的直槽孔沿外管的径向中心轴对称分布，各直槽孔内均装有扇形刀片，所述活塞杆上对应各排扇形刀片均设置有斜面滑槽。

所述的外管包括连接器管体、两个以上的直槽管体、外连管和底座，外管一端为连接器管体，另一端为底座，连接器管体、直槽管体、外连管和底座分别经螺纹或插销轴向连接，各直槽管体的长度方向上设置有1-3排直槽孔，各直槽孔内均装有扇形刀片，两个以上的直槽管体经外连管轴向连接，所述的活塞杆包括连接器杆体、滑槽杆体和内连管，滑槽杆体上对应扇形刀片设置有斜面滑槽，连接器杆体、滑槽杆体和内连管分别经螺纹或插销轴向连接，两个以上滑槽杆体间的轴向间距与各直槽管体间的轴向间距相对应。

所述扇形刀片的圆心角靠近外管上的底座一端，所述斜面滑槽中的上斜面与活塞杆轴线的夹角小于或等于45度，且在外管或销轴上对应扇形刀片设置有刀片回位装置。

所述扇形刀片上靠近斜面滑槽一侧的扇顶转角处设置有扇角圆弧或倒角，扇形刀片上靠近斜面滑槽的侧边设置有扇边槽。

所述的刀片回位装置为设置在销轴上的扭簧，扭簧的一端固定在在外管上，扭簧的另一端固定在扇形刀片上。

所述的刀片回位装置为拉簧，拉簧的一端固定在扇形刀片上，拉簧的另一端固定在外管的内壁上。

所述的连接器由设置在外管上的滑槽和设置在活塞杆上的横轴构成，横轴插入滑槽中并与滑槽滑动配合。