[发明专利]一种星形运动的大直径桩基础工程成孔钻具

说明书

所属技术领域：

本发明涉及建筑中桩基础工程成孔设备，即在地基中进行大直径钻孔的钻具。

背景技术：

在工程建设中，一般先要打桩基础，目前2米以下直径桩基础成孔施工，广泛使用冲击锤和旋转钻，在小直径桩基础施工中一般比较顺利，但在超大直径，即2米以上直径的桩基础施工中，存在以下问题：1、设备笨重，成本高，劳动强度大，进度慢，2、风险性高，容易发生塌孔，采取沉井排水开挖方法施工时，容易发生沉井偏位、滞留和井口沉陷等问题。3、孔底沉渣残留，不能彻底清除。

发明内容：

为了克服目前大直径桩基础成孔的困难，本发明提供一种钻头成星形运动的大直径桩基础工程成孔钻具。

本发明的技术方案是：这种钻具由钻架、动力轴、齿轮组、钻杆、钻头组成，其特征在于钻架由上支架圈、下支架圈和它们之间的斜支杆组成，动力轴是中空的园杆，位于上、下支架圈的中心轴线上，与上支架圈用轴承连接，在下支架圈内，有齿轮组，齿轮组由一个中心齿轮、三个行星齿轮、齿轮圈和托盘组成，中心齿轮用键固定在动力轴上，大小相同的3个行星齿轮均匀分布在中心齿轮周围，行星齿轮和中心齿轮、齿轮圈上段的内齿同时啮合，齿轮圈与下支架圈固定在一起，齿轮圈内园周的下段为光滑的园柱面，与托盘外园周动配合，托盘为一侧面光滑的园盘，其上有3个与行星齿轮相对应的3个行星孔，行星孔内为齿轮圈，每一个行星轮的下部用轴承均匀固定着1～10个钻杆，钻杆的下端安装有钻头，钻杆的中部用键固定有转动齿轮，此转动齿轮与托盘上的行星孔的内齿相啮合，齿轮圈上部和下部都有内沿，上部内沿的下表面和行星齿轮上表面接触，下部内沿的上表面和托盘的下表面接触。

在三个行星轮下面的钻杆的长度可以是相同的，也可以是不同的。根据钻杆型式的不同，常用的有垂直短钻杆型、冲击锤型和万向长钻杆型三种，可根据不同的地质条件而定。

本发明的优点是：1、适用于超大直径施工，可进行1米～5米或更大直径的成孔施工；2、通过变换不同的钻头、钻杆的形式，可适应各种复杂的地质情况，既可在坚硬的基岩上施工，也适用于有护壁沉井不排水施工，如在厚软土质复盖层的条件下，无护壁施工，可进行快成孔、快浇筑方法施工，避免孔壁变形；3、相对配套功率小，能耗低，钻孔成本低，可适配其他通用设备。4、通过压缩空气在排渣管中造泡，实现泥浆反循环高效排渣。5、既可设计为地面驱动，也可采用潜水变速电机一体化设计或液压马达驱动。6、施工清孔快速彻底。7、采取水泥混凝土封底和回填，可适应突破流砂层和流限土等特殊地质层施工。8、通过观察排渣，可实时掌握地质变化情况。9、目前的应用除适用于开发桩基钻具外，另外还可应用于对引进德国技术生产的“顶管掘进机”的进一步改造和完善，有望开发生产出掘进系统(控制系统除外)结构原理全新、适用于各类地质情况、不同孔径施工的新机械。

附图说明：

下面举3个实施例并结合附图对本发明作进一步说明：

图1是第1个实施例的剖面图

图2是第2个实施例的剖面图

图3是第3个实施例的剖面图

图4是图1的A-A剖面图

图5是图2的B-B剖面图

图6是图3的C-C剖面图

图7是图3的D-D剖面图

1、上支架圈，2、下支架圈，3、斜支杆，4、动力轴，5、中心齿轮，6、行星齿轮，7、齿轮圈，8、托盘，9、行星孔，10、钻杆，11、钻头，12、转动齿轮，13、上平板，14、支架杆，15、主动齿轮，16、被动齿轮，17、十字形传动结，18、万向结，19间歇锤，20、压缩空气口，21、排碴口，22、歇动凸块，23、约束套筒。

具体实施方式：