一種樁工機械及其鑽鬥的製作方法
2023-04-26 19:30:51 1
專利名稱：一種樁工機械及其鑽鬥的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械技術領域，特別涉及一種用於樁工機械的鑽鬥。本發明還涉及一 種包括上述鑽鬥的樁工機械。
背景技術：
隨著我國經濟建設的快速發展，市場對於各種樁工機械的需求日益增大。現代建築工程的施工過程一般均以樁基礎施工開始，因此，樁孔施工顯得尤為重 要，以旋挖鑽機為例，在旋挖鑽機的施工過程中，可以根據遇到的地質條件的差異，選擇使 用各種不同的鑽具，例如各種鑽頭或者鑽鬥等，旋挖鑽機在鑽進一段時間後需要將其鑽鬥 內的鑽渣導出，此時需要將鑽鬥開啟。請參考圖1，圖1為一種典型的旋挖鑽機的結構示意圖。該種典型的旋挖鑽機包括工作裝置11，工作裝置11拉著鑽杆12，並帶動鑽杆12 上提或者下降，鑽杆12的旋轉和鑽進通過動力頭14帶動，加壓油缸13驅動動力頭的上升 和下降，鑽杆12的末端安裝有鑽鬥15。鑽鬥15是旋挖鑽機中使用較為頻繁的鑽具之一， 是一種鑽進成孔裝置，鑽鬥15的外形大體呈圓柱形直筒或錐狀，其鑽底可完全打開，底部 上有切削齒和鬥門，在迴轉鑽進時將切削的土屑裝入鬥中，當鬥內裝滿後可將土屑全部帶 出已經鑽好的孔，並將鑽出的土屑從鑽鬥的底部排出。在鑽鬥15被鑽下的土屑填滿時，旋 挖鑽機需要將土倒掉，此時，工作裝置11先將鑽杆12和鑽鬥15上提，然後通過迴轉轉到倒 土的位置，加壓油缸13下壓動力頭14，動力頭14的解鎖壓盤與鑽鬥15的鑽底之間設置有 推桿，鑽底與鑽體的一側鉸接，推桿隨動力頭14向下運動並推動鉤鎖打開鑽鬥，土屑倒出； 而當鑽鬥關閉時，旋挖鑽機需要迴轉至適當的位置(例如具有適當坡度的斜坡位置)，轉動 動力頭14令鑽底的開口處於適當的位置(例如背離斜坡的位置)，然後工作裝置11將鑽 杆12和鑽鬥15下放，給鑽鬥15的鑽底提供向上的衝力，並通過該衝力令鑽底與鑽體之間 的鉤鎖勾住，從而驅動鑽鬥關閉。在上述旋挖鑽機中，鑽鬥的開啟是通過推動杆實現的，由於推動杆的動力端與鑽 底的距離較遠，這就要求推動杆的外徑足夠大，以保證其具有較高的抗彎強度，而推動杆的 外徑較大，其在鑽鬥內部佔用的空間即較大，從而影響砂土進入鑽鬥內部的順利程度，同時 鋼材的利用率也很低，如果砂土含有較大的巖塊，則可能使壓杆卡死無法運動；而推動杆的 外徑如果較小，又會導致推動杆容易變形，易於損壞，鑽鬥的故障率較高，工作穩定性較低。因此，如何提高鑽鬥開關的工作效率，降低其故障率，提高工作穩定性，就成為本 領域技術人員亟須解決的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於樁工機械的鑽鬥，其具有較高的開啟效率，且故障 率較低，工作穩定性較高。本發明的另一目的是提供一種包括上述鑽鬥的樁工機械。為解決上述技術問題，本發明提供一種樁工機械的鑽鬥，包括與所述樁工機械的鑽杆連接的鑽頂，所述鑽頂下端安裝有筒體，所述筒體的下端鉸接有鑽底，還包括沿所述 筒體的軸向穿過所述鑽頂的壓杆，所述壓杆的頂端與所述樁工機械的解鎖壓盤接觸或者分 離，且在所述解鎖壓盤的作用下沿所述筒體的軸向運動，所述壓杆的底端支承於拉板組件， 所述拉板組件通過垂直於所述筒體軸向的第一鉸接軸鉸接於所述筒體，且其遠離所述壓杆 的一端安裝有鎖鉤組件，所述鉤鎖組件通過平行於所述第一鉸接軸的第二鉸接軸鉸接於所 述筒體，所述鎖鉤組件的末端與所述鑽底的鉤扣連接或者斷開連接。優選地，所述拉板組件包括拉板本體和通過所述第一鉸接軸鉸接於所述筒體的搖 臂；所述搖臂的一端支承所述壓杆，其另一端與所述拉板本體的一端鉸接，所述拉板本體的 另一端與所述鎖鉤組件連接。優選地，所述搖臂包括以其一端支承所述壓杆的第一段，和以其一端與所述拉板 本體連接的第二段，所述第一段與所述第二段的軸線形成預定夾角，且所述第一鉸接軸位 於所述第一段和所述第二段形成的拐角處。優選地，所述預定夾角為90°。優選地，所述拉板組件還包括支撐架，所述搖臂通過所述支撐架安裝於所述筒體。優選地，所述鎖鉤組件包括鎖鉤支架和鎖鉤本體，所述鎖鉤本體的一端安裝於所 述拉板組件，其另一端通過所述第二鉸接軸與所述鎖鉤支架鉸接。優選地，所述鎖鉤本體與所述拉板組件的連接點到所述第二鉸接軸的距離，為所 述鎖鉤本體的末端與所述第二鉸接軸的距離的兩倍。優選地，所述拉板組件與所述鎖鉤組件之間安裝有回位元件。優選地，所述回位元件為彈簧，所述彈簧在所述鉤鎖組件與所述鉤扣斷開連接的 瞬間處於伸長狀態。本發明還提供一種樁工機械，包括鑽杆和安裝於所述鑽杆下端的鑽鬥，所述鑽鬥 為如上述任一項所述的鑽鬥。本發明提供的用於樁工機械的鑽鬥包括與所述樁工機械的鑽杆連接的鑽頂，鑽頂 下端安裝有筒體，筒體的下端鉸接有鑽底，該鑽鬥還包括沿筒體的軸向穿過所述鑽頂的壓 杆，壓杆的頂端與樁工機械的解鎖壓盤接觸或者分離，且在解鎖壓盤的作用下沿筒體的軸 向運動，壓杆的底端支承並作用於拉板組件，拉板組件通過垂直於筒體軸向的第一鉸接軸 鉸接於筒體，且其遠離壓杆的一端安裝有鎖鉤組件，鉤鎖組件通過平行於第一鉸接軸的第 二鉸接軸鉸接於筒體，鎖鉤組件的末端與鑽底的鉤扣連接或者斷開連接。當鑽鬥的鑽底需要打開時，解鎖壓盤在動力頭的作用下向下運動，並推動壓杆沿 筒體的軸向向下運動，由於拉板組件與筒體鉸接，且一端連接並受作用於壓杆，則當壓杆向 下運動時，拉板組件繞第一鉸接軸轉動，拉板組件與鎖鉤組件連接的一端在其連接於壓杆 的一端的帶動下向遠離鉤鎖組件的方向運動，從而帶動鎖鉤組件繞第二鉸接軸轉動，將鉤 鎖組件的末端從鉤扣中脫出，鑽底在自身重力和鑽鬥內鑽渣的重力的作用下打開；這樣，由 於在鑽鬥的打開過程中，各組件主要承受的都是拉力的作用，且主要承受壓力作用的壓杆 與其施壓部件解鎖壓盤之間的距離較近，則各部件所需的剛度較小，各部件的結構尺寸可 以相應地減小，靈活性較好，從而提高了鑽鬥的開啟效率；同時，由於各部件不受壓力作用， 避免了由於部件剛度不足造成的損壞，從而降低了故障率，提高了鑽鬥的使用壽命。在一種優選的實施方式中，本發明所提供的拉板組件包括拉板本體和通過第一鉸接軸鉸接於筒體的搖臂，搖臂的一端支撐有壓杆，其另一端與拉板本體的一端鉸接，拉板本 體的另一端與鉤組件連接；搖臂包括以其一端承受所述壓杆的向下的作用力的第一段，和 以其一端與所述拉板本體連接的第二段，第一段與第二段的軸線形成預定夾角，且第一鉸 接軸位於第一段和第二段形成的拐角處；這樣，當搖臂在壓杆的作用下繞第一鉸接軸轉動 時，通過對搖臂的第一段和第二段之間角度和兩者長度的合理選擇，搖臂的第二段與拉杆 本體連接一端可以實現無轉動的直線運動，從而帶動拉板主體僅具有預定方向的直線運 動，從而提高了拉力傳遞的有效性，進一步提高了鑽鬥開啟的效率。在另一種具體實施方式
中，本發明所提供的鎖鉤組件包括鎖鉤支架和鎖鉤本體， 鎖鉤本體的一端安裝於拉板組件，其另一端通過所述第二鉸接軸與所述鎖鉤支架鉸接，鎖 鉤本體與所述拉板組件的連接點與所述第二鉸接軸的距離，為所述鎖鉤本體的末端與所述 第二鉸接軸的距離的兩倍；這樣，鉤鎖組件就形成了一個以第二鉸接軸為支點的槓桿結構， 從而能夠將搖杆組件傳遞給鎖鉤本體的拉力放大，進一步提高了拉力傳遞的有效性，進而 進一步提高了鑽鬥開啟的效率。
圖1為一種典型的旋挖鑽機的結構示意圖；圖2為本發明所提供鑽鬥的開啟機構一種具體實施方式
的結構示意圖；圖3為本發明所提供鑽鬥一種具體實施方式
中處於關閉狀態的結構示意圖；圖4為圖3所示鑽鬥處於開啟狀態的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種用於樁工機械的鑽鬥，其具有較高的開啟效率，且故障 率較低，工作穩定性較高。本發明的另一核心是提供一種包括上述鑽鬥的樁工機械。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖2、圖3和圖4 ；圖2為本發明所提供鑽鬥的開啟機構一種具體實施方式
的結構示意圖；圖3為本發明所提供鑽鬥一種具體實施方式
中處於關閉狀態的結構示意 圖；圖4為圖3所示鑽鬥處於開啟狀態的結構示意圖。在一種具體實施方式
中，本發明所提供的鑽鬥用於樁工機械，該鑽鬥包括鑽頂21、 筒體22和鑽底23，其中鑽底23與筒體22之間通過鉸鏈或者鉸接軸連接，鑽底23在動力的 驅動下能夠繞其與筒體22之間的鉸鏈或者鉸接軸轉動，從而實現鑽鬥的開啟或者關閉，鑽 頂21與該樁工機械的鑽杆固定連接，鑽頂21下端安裝有筒體22，筒體22的下端鉸接有鑽 底23 ；該鑽鬥還包括壓杆3，該壓杆3沿所述筒體22的軸向穿過鑽頂21，壓杆3的頂端與 樁工機械的解鎖壓盤接觸或者分離，解鎖壓盤是樁工機械的固有結構，其通常由動力頭驅 動，能夠隨動力頭沿鑽杆的軸向向上或者向下運動，解鎖壓盤向下運動至指定位置時，會與 壓杆3接觸，並隨著解鎖壓盤的繼續向下運動，推動壓杆3運動，壓杆3在解鎖壓盤的作用 下沿鑽杆的軸向，也即筒體22的軸向運動，壓杆3的底端支承於拉板組件，拉板組件通過垂 直於筒體22軸向的第一鉸接軸41鉸接於所述筒體22，且拉板組件遠離壓杆3的一端安裝 有鎖鉤組件，該鉤鎖組件通過第二鉸接軸42鉸接於所述筒體22，第一鉸接軸41平行於第二鉸接軸42，鎖鉤組件的末端與鑽底23的鉤扣5連接或者斷開連接。顯然地，上述鑽鬥所應用於的樁工機械是帶有可開啟的鑽鬥，並且需要在不同的 工作狀態中，打開或者關閉鑽鬥的機械設備，例如旋挖鑽機的鑽鬥等。需要指出的是，本文中所提及的「上、下、左、右、頂端、底端」等方位詞僅表示各部 件在附圖中的運動方向或者所處位置，並不局限於其在正常使用過程中的運動方向和所處 位置。另外，本文中所提及的預定的角度和預定距離等描述中，角度和距離的具體應根據實 際的使用情況確定，在此不做限定。當鑽鬥的鑽底23打開時，解鎖壓盤在動力頭的作用下向下運動，並推動壓杆3沿 筒體22的軸向向下運動，由於拉板組件與筒體22鉸接，且一端支承壓杆3，則當壓杆3向 下運動時，拉板組件繞第一鉸接軸41逆時針轉動，拉板組件與鎖鉤組件連接的一端在其支 承於壓杆3的一端的帶動下向遠離鉤鎖組件的方向運動，從而帶動鎖鉤組件繞第二鉸接軸 42逆時針轉動，將鉤鎖組件的末端從鉤扣中脫出，鑽底23在自身重力和鑽鬥內鑽渣的重力 的作用下打開；這樣，由於在鑽鬥的打開過程中，各組件主要承受的都是拉力的作用，且主 要承受壓力作用的壓杆3與其施壓部件解鎖壓盤之間的距離較近，則各部件所需的剛度較 小，各部件的結構尺寸可以相應地減小，靈活性較好，從而提高了鑽鬥的開啟效率；同時，由 於各部件不受壓力作用，避免了由於剛度不足在壓應力作用下變形造成的損壞，從而降低 了故障率，提高了鑽鬥的使用壽命。還可以對本發明所提供的用於樁工機械的鑽鬥進行進一步的改進。本發明所提供的拉板組件可以包括拉板本體61和搖臂62，拉板組件通過拉板本 體61與鎖鉤組件連接，通過搖臂62與筒體22連接，具體地，搖臂62通過上述第一鉸接軸 41鉸接於筒體22 ；該搖臂62的一端支承壓杆3，其另一端與拉板本體61的一端鉸接，拉板 本體61的另一端與鎖鉤組件連接。拉板組件也不局限於上述具體結構，其也可以為其他結構，例如，其搖臂62和拉 板本體61可以具有一體式結構，也即將搖臂62做的較長，只要能夠實現拉動鎖鉤組件繞第 二鉸接軸42逆時針轉動的目的即可，其具體結構形式不應受到本發明具體實施方式
的限定。上述搖臂62包括第一段和第二段，其中第一段以其一端支承於壓杆3，第二段以 其一端與拉板本體61連接，第一段與第二段的軸線形成預定夾角，且第一鉸接軸41位於第 一段和第二段形成的拐角處；這樣，當搖臂62在壓杆3的作用下繞第一鉸接軸41轉動時， 通過對搖臂62的第一段和第二段之間角度和兩者長度的合理選擇，搖臂62的第二段與拉 杆本體連接一端可以實現無轉動的直線運動，從而帶動拉板主體僅具有預定方向的直線運 動，從而提高了拉力傳遞的有效性，進一步提高了鑽鬥開啟的效率。上述預定夾角可以為90°，在該預定角度為90°時，較容易實現拉杆本體僅作直 線運動的目的；顯然地，該預定夾角也不局限於90°，也可以為其他角度，只要能夠實現拉 杆本體具有垂直於筒體22軸線的方向的運動即可，其具體角度在此不做限定。上述拉板組件還可以包括支撐架63，所述搖臂62通過該支撐架63安裝於筒體 22，從而便於搖臂62與筒體22的連接，並提高搖臂62與筒體22連接的可靠性。該支撐架 63可以為中空的架體，第一鉸接軸41穿過支撐架63和拉板組件並安裝於筒體22上，以實 現拉板組件通過支撐架63與筒體22的連接。同時，搖臂62與拉板本體61的連接也可以形成於支撐架63的中空架體內部。顯然地，拉板組件也可以不包括支撐架63，搖臂62可以直接通過第二鉸接軸42安 裝於筒體22。在上述各具體實施方式
的基礎上，還可以對本發明所提供的鑽鬥進行進一步的改進。本發明所提供的鎖鉤組件可以包括鎖鉤支架71和鎖鉤本體72，其中鎖鉤支架71 的一端安裝於拉板組件，其另一端通過第二鉸接軸42與鎖鉤本體72鉸接。顯然地，鎖鉤組件也不局限於上述具體結構形式，其鎖鉤支架71和鎖鉤本體72也 可以為一體式的結構。上述鎖鉤本體72與拉板組件的連接點到第二鉸接軸42的距離，為鎖鉤本體72的 末端與第二鉸接軸42的距離的兩倍；這樣，鉤鎖組件就形成了一個以第二鉸接軸42為支點 的槓桿結構，從而能夠將搖杆組件傳遞給鎖鉤本體72的拉力以兩倍的大小傳遞給鉤鎖本 體末端，進一步提高了拉力傳遞的有效性，進而進一步提高了鑽鬥開啟的效率。上述拉板組件與鎖鉤組件之間可以安裝有回位元件，這樣，當解鎖壓盤在動力頭 的作用下向上運動而與壓杆3的頂端脫離後，鎖鉤組件能夠在回位元件的作用下回復到原 來的位置，這樣，當鑽底23與地面磕碰後能夠實現鑽鬥的關閉。上述回位元件為彈簧8，彈簧8在鉤鎖組件與鉤扣斷開連接的瞬間處於伸長狀態， 彈簧8的成本較低，且工作可靠性能夠保證。上述回位元件也不局限於彈簧8，也可以為其 他能夠實現回位目的元件或者機構。在壓杆3上也可以設置有回位彈簧，當解鎖壓盤對壓杆3的作用消失後，壓杆3能 夠在該回位彈簧的作用下回復到原位置。除了上述鑽鬥，本發明還提供了一種包括上述鑽鬥的樁工機械，該樁工機械的其 他各部分結構請參考現有技術，在此不再贅述。具體地，該樁工機械可以為旋挖鑽機。以上對本發明所提供的一種樁工機械及其鑽鬥進行了詳細介紹。本文中應用了具 體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發 明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明 原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利 要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種樁工機械的鑽鬥，包括與所述樁工機械的鑽杆連接的鑽頂(21)，所述鑽頂下端安裝有筒體(22)，所述筒體0 下端鉸接有鑽底；其特徵在於，還包括沿所述筒 體0 的軸向穿過所述鑽頂的壓杆(3)，所述壓杆(3)的頂端與所述樁工機械的解 鎖壓盤接觸或者分離，且在所述解鎖壓盤的作用下沿所述筒體0 的軸向運動，所述壓杆 (3)的底端支承於拉板組件，所述拉板組件通過垂直於所述筒體0 軸向的第一鉸接軸 (41)鉸接於所述筒體(22)，且其遠離所述壓杆(3)的一端安裝有鎖鉤組件，所述鎖鉤組件 通過平行於所述第一鉸接軸Gl)的第二鉸接軸0 鉸接於所述筒體(22)，所述鎖鉤組件 的末端與所述鑽底03)的鉤扣(5)連接或者斷開連接。
2.根據權利要求1所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述拉板組件包括拉板本體 (61)和通過所述第一鉸接軸Gl)鉸接於所述筒體02)的搖臂(62)；所述搖臂(62)的一 端支承所述壓杆(3)，其另一端與所述拉板本體(61)的一端鉸接，所述拉板本體(61)的另 一端與所述鎖鉤組件連接。
3.根據權利要求2所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述搖臂(62)包括以其一端 支承所述壓杆(3)的第一段，和以其一端與所述拉板本體(61)連接的第二段，所述第一段 與所述第二段的軸線形成預定夾角，且所述第一鉸接軸Gl)位於所述第一段和所述第二 段形成的拐角處。
4.根據權利要求3所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述預定夾角為90°。
5.根據權利要求4所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述拉板組件還包括支撐架 (63)，所述搖臂(62)通過所述支撐架(63)安裝於所述筒體02)。
6.根據權利要求1所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述鎖鉤組件包括鎖鉤支架 (71)和鎖鉤本體(72)，所述鎖鉤本體(7 的一端安裝於所述拉板組件，其另一端通過所述 第二鉸接軸0 與所述鎖鉤支架(71)鉸接。
7.根據權利要求6所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述鎖鉤本體(7 與所述拉 板組件的連接點到所述第二鉸接軸0 的距離，為所述鎖鉤本體(7 的末端與所述第二 鉸接軸G2)的距離的兩倍。
8.根據權利要求1至7任一項所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述拉板組件與所 述鎖鉤組件之間安裝有回位元件。
9.根據權利要求8所述的樁工機械的鑽鬥，其特徵在於，所述回位元件為彈簧(8)，所 述彈簧(8)在所述鎖鉤組件與所述鉤扣斷開連接的瞬間處於伸長狀態。
10.一種樁工機械，包括鑽杆和安裝於所述鑽杆下端的鑽鬥，其特徵在於，所述鑽鬥為 如權利要求1至9任一項所述的鑽鬥。
全文摘要
本發明提供一種樁工機械的鑽鬥，包括與樁工機械的鑽杆連接的鑽頂，鑽頂下端安裝有筒體，筒體的下端鉸接有鑽底；壓杆沿筒體的軸向穿過鑽頂，壓杆的頂端與解鎖壓盤接觸或分離，且沿筒體的軸向運動，壓杆的底端作用在搖臂機構之上，搖臂機構安裝於鑽頂之上，拉板組件一端連接於搖臂機構，另一端連接於鎖鉤機構鉤鎖組件通過第二鉸接軸鉸接於筒體，鎖鉤組件的末端與鑽底的鉤扣可選擇地連接。在鑽鬥的打開過程中各組件主要承受拉力作用，各部件所需的剛度較小，各部件的結構尺寸可以相應地減小，且提高了鑽鬥的容積效率；避免了各部件由於剛度不足在壓應力作用下變形而造成的損壞，提高了鑽鬥的使用壽命。本發明還公開了一種包括上述鑽鬥的樁工機械。
文檔編號E21B10/00GK102061884SQ201010586118
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者水俊峰, 王磊, 陳朝暉 申請人:北京市三一重機有限公司