(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810817138.9
(22)申请日 2018.07.24
(71)申请人 孟现坤
地址 457000 河南省濮阳市台前县行政区
(72)发明人 孟现坤 孙洪保 刘巧元 魏金坦
李骞 王跃华 韩学尧 陈阳阳
朱莉 刘传统 李蛟 杨辉 董浩
汪文虎 赵璞 丁志 马泽燚
李慧源 刘明利 李瑞 孟晓
王华磊 饶志国
(74)专利代理机构 郑州科维专利代理有限公司
41102
代理人 张国文
(51)Int.Cl.
E21B 7/00(2006.01)
E21B 10/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
矩形成孔钻头是一种工程机械技术，它包括
传动总成、两个圆盘滑板、四个水平钻头、四个钢
丝刷、一个垂直钻头；它的好处是钻孔斜度小，能
靠紧相邻建筑物，能清除相邻建筑物表面土体，
且不伤及相邻建筑物。权利要求书2页 说明书6页 附图11页CN 108825128 A 2018.11.16
C N 108825128
A
1.矩形成孔钻头，其特征是：它包括传动总成（1）、两个圆盘滑板（3）、四个水平钻头（4）、四个钢丝刷（5）、一个垂直钻头（6）；所述传动总成（1）的下面经传动轴（2）与垂直钻头（6）连接；传动总成（1）相对两侧面分别经转动轴与两个圆盘滑板（3）连接；传动总成（1）另两侧面分别与四个水平钻头（4）、四个钢丝刷（5）连接，其连接方式有三种：一、传动总成（1）的两条工作轴分别与四个水平钻头（4）及钢丝刷（5）连接，且钢丝刷（5）布置在水平钻头（4）的空心处；二、传动总成（1）的两条工作轴（13）分别与四个水平钻头（4）连接；三、传动总成（1）的两条工作轴（13）分别与四个钢丝刷（5）连接。
2.根据权利要求1所述的矩形成孔钻头，其特征是：所述传动总成（1）包括传动轴（2）、箱体（7）、垂直锥形齿轮（8）、锥形齿轮一（9）、齿轮一（10）、齿轮二（11）、两个齿轮三（12）、两条工作轴（13）、两个锥形齿轮二（14）、液压缸（15）、两个拨叉（16）、四个拨叉轮（17）；所述传动轴（2）的中间固定着垂直锥形齿轮（8），传动轴（2）的下端连接着垂直钻头（6），传动轴（2）经轴承、密封件穿在箱体（7）上；所述垂直锥形齿轮（8）固定在传动轴（2）上，垂直锥形齿轮（8）与锥形齿轮一（9）、两个锥形齿轮二（14）啮合；所述锥形齿轮一（9）与垂直锥形齿轮（8）啮合，锥形齿轮一（9）与齿轮一（10）同轴，锥形齿轮一（9）经轴、轴承固定于箱体（7）内；所述齿轮一（10）与锥形齿轮一（9）同轴，齿轮一（10）与齿轮二（11）、一个齿轮三（12）啮合，齿轮一（10）经轴、轴承固定于箱体（7）内；所述齿轮二（11）与齿轮一（10）、一个齿轮三（12）啮合，齿轮二（11）经轴、轴承固定于箱体（7）内；所述齿轮三（12）有两个，两个齿轮三（12）分别固定在两条工作轴（13）上，一个齿轮三（12）与齿轮一（10）啮合，另一个齿轮三（12）与齿轮二（11）啮合；所述工作轴（13）为开槽的空心花键轴，有两条，每条工作轴（13）上固定着一个齿轮三（12），每条工作轴（13）开槽处套着两个拨叉轮（17），每条工作轴（13）的内部穿着两条钢丝刷（5）的顶轴，每条工作轴(13)的两端与水平钻头（4）、钢丝刷(5)的连接方式有三种：一、每条工作轴(13)同时连接水平钻头(4)、钢丝刷(5)；二、连接水平钻头(4)；三、连接钢丝刷(5)，两条工作轴(13)分别经轴承、密封件分别穿在箱体(7)上；所述锥形齿轮二（14）有两个，两个锥形齿轮二（14）都与垂直锥形齿轮（8）啮合，每个锥形齿轮二（14）与相对应的一个圆形滑板（3）同轴，两个锥形齿轮二（14） 分别经轴、轴承、密封件固定在箱体（7）内；所述液压缸（15）的两端分别连接拨叉（16）；所述拨叉（16）有两个，两个拨叉（16）的中间分别连接在液压缸（15）的两端、每个拨叉（16）分别卡在相对应的两个拨叉轮（17）的槽内，两个拨叉（16）的两端分别穿轴固定于箱体（7）内；所述拨叉轮（17）有四个，每两个拨叉轮（17）套在一条工作轴（13）上的开槽处，每个拨叉轮（17）经销轴与相对应的一个钢丝刷（5）的顶轴连接，每个拨叉轮（17）的槽内卡着相对应的一个拨叉（16）。
3.根据权利要求1所述的矩形成孔钻头，其特征是：所述钢丝刷（5）由顶轴、花键套、弹簧、圆形钢板、弹簧丝、密封件组成，钢丝刷（5）穿在工作轴（13）上，钢丝刷（5）经销轴与传动总成（1）的拨叉轮（17）连接。
4.根据权利要求1所述的矩形成孔钻头，其特征是：所述机架（22）与矩形成孔钻头（18）的连接方式有两种，一、传动总成（1）上面经传动轴（2）与动力系统（19）连接，动力系统（19）经钻杆（20）、两个定位器（21）与机架（22）连接；二、传动总成（1）上面经传动轴（2）与上传动轴（23）、钻杆（20）连接，上传动轴（23）、钻杆（20）与动力系统（19）连接，钻杆（20）经两个定位器（21）与机架（22）连接；上传动轴（23）经轴承、密封件布置在钻杆（20）内。
5.根据权利要求4所述的矩形成孔钻头，其特征是：所述定位器（21）设置为两个，两个
定位器（21）均由液压缸、卡环组成，两个定位器（21）都连接在机架（22）上。
6.根据权利要求1所述的矩形成孔钻头，其特征是：所述矩形成孔钻头（18）卸掉钢丝刷（5）、液压缸（15）、拨叉（16）、拨叉轮（17），矩形成孔钻头（18）经连接件（25）、两个两端都带有连接结构的水平钻头（4）连接副矩形成孔钻头，形成矩形成孔钻头组；副矩形成孔钻头包括一个副传动总成（24）、两个水平钻头（4）、两个园板滑板（3）、一个垂直钻头（6）；副传动总成（24）与矩形成孔钻头（18）相邻侧经两条工作轴（13）、两个两端都带有连接结构的水平钻头（4）与传动总成（1）的两条工作轴（13）分别连接，副传动总成（24）的另一侧经两条工作轴（13）分别安装两个水平钻头（4），副传动总成（24）的下面经副传动轴（27）与垂直钻头（6）连接，副传动总成（24）的另两侧面分别经传动轴连接两个圆形滑板（3）。
7.根据权利要求6所述的副矩形成孔钻头，其特征是：所述副传动总成（24）包括副传动轴（27）、副箱体（26）、垂直锥形齿轮（8）、锥形齿轮一（9）、齿轮一（10）、齿轮三（12 ）、两条工作轴（13）、两个锥形齿轮二（14）；所述副传动轴（27）的上端固定着垂直锥形齿轮（8），其下端连接着垂直钻头（6），副传动轴（27）经轴承、密封件穿在副箱体（26）上；所述垂直锥形齿轮（8）固定在副传动轴（27）的上端，垂直锥形齿轮（8）与锥形齿轮一（9）、两个锥形齿轮二（14）啮合；所述锥形齿轮一（9）与垂直锥形齿轮（8）啮合，锥形齿轮一（9）与齿轮一（10）同轴，锥形齿轮一（9）经轴、轴承固定于副箱体（26）内；所述齿轮一（10）与锥形齿轮一（9）同轴，齿轮一（10）与齿轮三（12）啮合，齿轮一（10）经轴、轴承固定于副箱体（26）内；所述齿轮三（12）与齿轮一（10）
啮合，齿轮三（12）固定在一条工作轴（13）上；所述工作轴（13）有两条，其中一条固定着齿轮三（12），两条工作轴（13）分别经轴承、密封件穿在副箱体（26）上，两条工作轴（13）的一端分别经两个两端都带有连接结构的水平钻头（4）与传动总成（1）的两条工作轴（13）连接，两条工作轴（13）另一端分别与两个水平钻头（4）连接；所述锥形齿轮二（14）有两个，两个锥形齿轮二（14）都与垂直锥形齿轮（8）啮合，每个锥形齿轮二（14）与相对应的一个圆形滑板（3）同轴，两个锥形齿轮二（14）分别经轴、轴承、密封件固定在副箱体（26）内。
矩形成孔钻头
技术领域
[0001]本发明涉及一种工程机械技术，尤其是矩形成孔钻头。
背景技术
[0002]目前桩工钻头没有能成矩形孔的钻头，且钻孔不易与相邻建筑物靠紧，不能清理相邻建筑物的表面，钻孔斜度大，使钻孔灌注桩功能狭窄，这就在很大程度上限制了一些重大工程的建设，直接影响着国民经济的发展。
发明内容
[0003]本发明的目的是提供一个钻孔斜度小，能靠紧相邻建筑物，能清除相邻建筑物表面土体，且不伤及相邻建筑物的矩形成孔钻头。本发明的目的是这样实现的，它包括传动总成、两个圆盘滑板、四个水平钻头、四个钢丝刷、一个垂直钻头；所述传动总成的下面经传动轴与垂直钻头连接；传动总成相对两侧面分别经转动轴与两个圆盘滑板连接；传动总成另两侧面分别与四个水平钻头、四个钢丝刷连接，在工作时，其连接方式有：两侧地下有构筑物时，传动总成的工作轴分别与四个水平钻头及钢丝刷连接，且钢丝刷布置在水平钻头的空心处；钻独立孔或成连续墙槽时，传动总成的工作轴分别与四个水平钻头连接；只清除建筑物表面时，传动总成的工作轴分别与四个钢丝刷连接。
[0004]所述传动总成包括传动轴、箱体、垂直锥形齿轮、锥形齿轮一、齿轮一、齿轮二、两个齿轮三、两条工作轴、两个锥形齿轮二、液压缸、两个拨叉、两个拨叉轮；所述传动轴上端与动力系统连接方式有两种：一、传动轴上端与动力系统连接，二、传动轴经上传动轴及钻杆与动力系统连接；传动轴的中间固定着垂直锥形齿轮，传动轴的下端连接着垂直钻头，传动轴经轴承、密封件穿在箱体上；所述垂直锥形齿轮固定在传动轴上，垂直锥形齿轮与锥形齿轮一、两个锥形齿轮二啮合；锥形齿轮一与垂直锥形齿轮啮合，锥形齿轮一与齿轮一同轴，锥形齿轮一经轴、轴承固定于箱体内；所述齿轮一与锥形齿轮一同轴，齿轮一与齿轮二、一个齿轮三啮合，齿轮一经轴、轴承固定于箱体内；所述齿轮二与齿轮一、一个齿轮三啮合，齿轮二经轴、轴承固定于箱体内，其作用是转变一个齿轮三的转动方向，使两个齿轮三转向相反；所述齿轮三有两个，两个齿轮三分别固定在两条工作轴上，一个齿轮三与齿轮一啮合，另一
个齿轮三与齿轮二啮合；所述工作轴为开槽的空心花键轴，有两件，每条工作轴上固定着一个齿轮三，每条工作轴的外边套着两个拨叉轮，每条工作轴的内部穿两条钢丝刷的顶轴，每条工作轴的两头分别连接着一个水平钻头、一个钢丝刷，两条工作轴分别经轴承、密封件穿在箱体上；所述锥形齿轮二有两个，两个锥形齿轮二都与垂直锥形齿轮啮合，每个锥形齿轮二与相对应的一个圆形滑板同轴，两个锥形齿轮二分别经轴、轴承、密封件固定在箱体内；所述液压缸两端分别连接两个拨叉，液压缸置于箱体的最下层，液压缸经液压软管、过箱体与机架上的液压泵连接；所述拨叉有两个，两个拨叉的中间分别连接在液压缸的两端，每个拨叉卡在两个拨叉轮的槽内，两个拨叉的两端分别穿轴，固定于箱体内；所述拨叉轮四个，每两个拨叉轮套在一条工作轴上的开槽处，每个拨叉轮经销轴与钢丝刷的顶
轴连接，每个拨叉轮槽内卡着一个拨叉。
[0005]所述圆盘滑板为圆形钢板制成，圆盘滑板设置为两件，两件圆盘滑板分别经转动轴与传动总成连接。
[0006]所述水平钻头设置为四个，其安装方式有两种，四个水平钻头分别连接在工作轴上，空心处布置钢丝刷，且同侧两水平钻头转向相反；或四个分别连接在工作轴上，且同侧两水平钻头转向相反。
[0007]所述钢丝刷设置为四件，每件钢丝刷包括顶轴、花键套、弹簧、圆形钢板、弹簧丝、密封件；钢丝刷安装方式有两种，四件钢丝刷分别穿在工作轴上，经销轴与拨叉轮连接，且布置在水平钻的空心处；
或四件钢丝刷分别穿在工作轴上，经销轴与拨叉轮连接。[0008]所述矩形成孔钻头与钻机的连接方式有两种：一、传动总成上面经传动轴与动力系统连接，动力系统经钻杆、两个定位器与机架连接，钻杆不转，钻杆的断面为两断面尺寸不等的矩形管焊接而成；二、传动总成上面经传动轴与上传动轴、钻杆连接，上传动轴、钻杆与动力系统连接，钻杆经两个定位器与机架连接；上传动轴经轴承、密封件布置在钻杆内；上传动轴扭矩小的用软轴，扭矩大的由多节硬轴经联轴器连接而成；钻杆为方管，且不转。[0009]所述定位器设置为两个，两个定位器分别由液压缸、卡环组成，且连接在机架上。[0010]所述机架由行走机构、支撑调位机构、加压机构、卷扬机、液压泵、龙门架连接而成。
[0011]矩形成孔钻头的成孔原理，垂直钻头转动钻传动总程以下的土体，四个水平钻头转动切削两侧土体，园盘滑板转动清理垂直钻头与四个水平钻头钻孔残留的土体而成矩孔。钻孔时，同侧两水平钻头、两钢丝刷转向相反，且靠着孔壁侧向上运动。转向相反使土体的反作用力抵消或最小，不易斜孔，靠着孔壁侧向上运动使孔壁不易坍塌。钢丝刷由顶轴、花键套、圆形钢板、弹簧丝、密封件组成，具有伸缩性，当其靠着建筑物转动时其压力有限，转动时弹簧丝的破坏力有限不会使相邻建筑物破坏，却使土体去掉，可清理不平整的建筑物表面。
[0012]矩形成孔钻头卸掉钢丝刷、液压缸、拨叉、拨叉轮，然后经连接件、两端都带有连接结构的水平钻头连接副矩形成孔钻头，形成矩形成孔钻头组，矩形成孔钻头组可加快地下连续墙施工进度。连接件为焊接件。
[0013]所述副矩形成孔钻头包括一个副传动总成、两个水平钻头、两个园板滑板、一个垂直钻头，所述副传动总成与矩形成孔钻头相邻侧经两工作轴、两端都带有连接结构的两水平钻头与传动总成的工作轴连接，所述副传动总成与矩形成孔钻头相对的另一侧经两工作轴分别安装两水平钻头，副传动总成的下面经传动轴与垂直钻头连接，副传动总成的另两侧面经传动轴连接圆形滑板。
[0014]所述副传动总成包括副传动轴、副箱体、垂直锥形齿轮、锥形齿轮一、齿轮一、齿轮三、两条工作轴、两个锥形齿轮二；所述副传动轴的上端固定着垂直锥形齿轮，其下端连接着垂直钻头，副传动轴经轴承、密封件穿在副箱体上；所述垂直锥形齿轮固定在副传动轴的上端，垂直锥形齿轮与锥形齿轮一、两个锥形齿轮二啮合；所述锥形齿轮一与齿轮一同轴，锥形齿轮一经轴、轴承固定于副箱体内；所述齿轮一与齿轮三啮合，齿轮一经轴、轴承固定于副箱体内；所述齿轮三与齿轮一啮合，齿轮三固定在一条工作轴上；所述工作轴设置为两条，其中一条固定着齿轮三，两条工作轴分别经轴承、密封件穿在副箱体上，两条工作轴的
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