截断切割式钻斗.pdf

本实用新型具体涉及一种截断切割式钻斗，解决了现有技术中被切削物多次被重复搅动或重复切割，钻尖触及到坚硬的孤石或卵石时不能钻进等问题。截断切割式钻斗，包括与转斗圆柱形桶体联接的切削承载部件，切削承载部件上设置轴向切削刀具、径向截切装置、截切装置的限位承载机构。本实用新型具有如下有益效果：1.提供了一种全新理念的钻斗切削方式；2.被切削物没有被重复搅动或被重复切割而形成纹流区，使切削阻力减小，从而节省了大量的钻进能量，减少了作业时间，提高了工作效率；3.外形尺寸小于钻斗芯部的孤石或卵石可被挤入钻斗；4.结构简单，制造成本低；5.适用性广，较大孔径的钻孔钻机或遂道钻机均可使用。

1.  一种截断切割式钻斗，包括与转斗圆柱形桶体(7)联接的切削承载部件(3)，切削承载部件(3)上设置轴向切削刃具(2)、径向截切装置(5)、截切装置的限位承载机构(1)，其特征在于：
截切装置的限位承载机构(1)设置联接在切削承载部件(3)的轴向外侧，其上设有卡槽；
轴向切削刃具(2)被设置并光滑过渡联接在切削承载部件(3)的切削部，朝向转斗圆柱形桶体(7)轴线外侧，轴向切削刃具(2)与切削承载部件(3)间沿钻斗轴向呈一定切削角度；
径向截切装置(5)设置并通过转轴(6)与切削承载部件(3)联接，其与切削承载部件(3)的接触面相互吻合；其另一面上装有径向截切装置的导向部件(4)，其两侧边缘在轴向钻进状态下也与切削承载部件(3)的内外圆边缘重叠吻合，且具有耐磨合金切削刃具。

2.  根据权利要求1所述的截断切割式钻斗，其特征在于所述的由耐磨合金制成的轴向切削刃具(2)具有流线外形，为斗齿状或滚齿状。

3.  根据权利要求1或2所述的截断切割式钻斗，其特征在于所述的切削承载部件(3)径向为环状，沿钻斗轴向为平底状或曲面状，其切削区薄弱处的轴向设有流线型加强筋并有切削刃。

4.  根据权利要求1或2所述的截断切割式钻斗，其特征在于所述的径向截切装置的导向部件(4)径向形状为月牙状流线型，沿钻斗轴向为梯形状。

5.  根据权利要求3所述的截断切割式钻斗，其特征在于所述的径向截切装置的导向部件(4)径向形状为月牙状流线型，沿钻斗轴向为梯形状。

截断切割式钻斗
技术领域
本实用新型具体涉及一种截断切割式钻斗。
背景技术
现有技术中，遂道盾构钻机钻斗及旋挖钻机钻斗的切削工作面为锥状或盘状且有钻尖或芯部节点。该类钻斗在使用中存在以问题：
1、钻斗的钻尖或芯部及其周围构成了一个闭死的切削盲区，致使该区无切削能力。
2、钻尖或芯部在接触到被切削对象(泥土或砂石)时，其钻进能力是靠钻机的推进力或施压力将被切削对象(泥土或砂石)挤压到其径向周围来实现的。
3、钻尖或芯部的挤压旋转使被切削对象(泥土或砂石)破碎，破碎后的泥土砂石在钻芯部区不能立即进入钻斗而在其周围形成纹流区。该纹流区的被切削物被多次重复搅动或切割，逐步地与钻斗的主切削区(含斗齿部)的切削物汇合而后进入钻斗，加大了切削阻力，从而消耗了大量的钻进能量，延长了作业时间。
4、当钻尖或芯部节点触及到坚硬的孤石或卵石而不能立即破碎它时，钻进过程就会受阻或停滞。
发明内容
本实用新型为了解决现有技术中，遂道盾构钻机钻斗及旋挖钻机钻斗受传统结构的限制，而在其钻尖区域产生切削盲区，导致被切削物多次被重复搅动或重复切割，钻尖触及到坚硬的孤石或卵石时不能钻进等问题，提供了一种全新理念的钻斗切削方式的，且结构简单，易于制作，节能，钻进效率高的截断切割式钻斗。
本实用新型采用如下的技术方案实现：一种截断切割式钻斗，包括与转斗圆柱形桶体联接的切削承载部件，切削承载部件上设置轴向切削刃具、径向截切装置、截切装置的限位承载机构，其中：
截切装置的限位承载机构设置联接在切削承载部件的轴向外侧，其上设有卡槽；
轴向切削刃具被设置并光滑过渡联接在切削承载部件的切削部，朝向转斗圆柱形桶体轴线外侧，轴向切削刃具与切削承载部件间，沿钻斗轴向呈一定的切削角度；
径向截切装置通过转轴与切削承载部件联接，其与切削承载部件的接触面相互吻合；其另一面上装有径向截切装置的导向部件，其两侧边缘在轴向钻进状态下也与切削承载部件的内外圆边缘重叠吻合，且具有耐磨合金切削刃具。
所述的由耐磨合金制成的轴向切削刃具具有流线外形，为斗齿状或滚齿状。
所述的切削承载部件，径向为环状，沿钻斗轴向为平底状或曲面状，其切削区结构薄弱处的轴向设有流线型加强筋并有切削刃。
所述的径向截切装置的导向部件，径向形状为月牙状流线型，沿钻斗轴向为梯形状。
本实用新型包括两大切削过程即：1、环状切削轴向钻进：指钻斗在沿其轴向钻进过程中，钻斗只切削钻斗桶体内壁侧部分环状区域。
2、轴向固定径向切割截断：指钻斗钻进一定行程(视地质而定)后，钻斗停止轴向钻进，而其时径向截切装置开始工作，将已进入钻斗内的由于环状切削所留下的柱状被切削物沿其径向整体切割截断而使其进入钻斗。
本实用新型具有如下有益效果：
1、提供了一种全新理念的钻斗切削方式；
2、轴向钻进时，钻斗芯部无钻尖或芯部接点，钻斗无切削盲区，被切削物呈柱状被整体切割截断而进入钻斗。被切削物没有被重复搅动或被重复切割而形成纹流区，使切削阻力减小，从而节省了大量的钻进能量，减少了作业时间，提高了工作效率；
3、外形尺寸小于钻斗芯部的孤石或卵石可被挤入钻斗；
4、结构简单，制造成本低；
5、适用性广，较大孔径的钻孔钻机或遂道钻机均可使用。
附图说明
图1为本实用新型主视图
图2为本实用新型左视图
图3为本实用新型的截切工作状态示意图
图4为本实用新型用于旋挖钻斗时的卸载状态示意图
图中：1-截切装置的限位承载机构，2-轴向切削刃具，3-切削承载部件(斗底)，4-径向截切装置的导向部件，5-径向截切装置，6-转轴，7-转斗圆柱形桶体
具体实施方式
结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，实施例是用来说明本实用新型的，而不是对其作任何限制。
本实用新型主要包括图示中的截切装置的限位承载机构1，轴向切削刃具2，环状切削承载部件(斗底)3，径向截切装置的导向部件4，径向截切装置5，转轴6，转斗圆柱形桶体7以及未标示的其他附件。
截切装置的限位承载机构1：被设置联接在切削承载部件(斗底)3的轴向外侧，设有卡槽。其作用是：当径向截切装置5受到转斗圆柱形桶体7反向旋转时，被切削物所施与的反向旋转力矩而绕转轴6旋转到图3所示位置后(图中钻斗此时为逆时针旋转)，卡定在卡槽内并承受因切削产生的轴向力。
轴向切削刃具2：被设置并光滑过渡联接在环状切削承载部件(斗底)3的切削部，朝向转斗圆柱形桶体7轴线外侧，2与3沿轴向呈一定切削角度。要求其有流线外形，根据被切削物地质要求可设置为斗齿状或滚齿状，由耐磨合金制成。其作用是：在轴向钻进切削时，将环状被切削物剥离并导入钻斗。
环状切削承载部件(斗底)3：它是切削部件的支承载体。与转斗圆柱形桶体7相联接。其径向为环状，沿钻斗轴向为平底状或曲面状，其上装有图示中的部件1，2，4，5，6等，其切削区结构薄弱处轴向设有流线型加强筋并有切削刃。
径向截切装置的导向部件4：被设置联接在径向截切装置5上、转斗圆柱形桶体7的轴线外侧。其作用是根据钻斗旋转方向(顺时针或逆时针)的不同，产生一个相对于转轴6的不同方向的力矩，从而转动径向截切装置5的位置。其径向形状为月牙流线型，沿钻斗轴向为梯形。
径向截切装置5：是本实用新型的核心部件。被设置并通过转轴6与环状切削承载部件(斗底)3联接，与环状切削承载部件(斗底)3的接触面相互吻合(平面或曲面)，其另一面上装有径向截切装置的导向部件4，其两侧边缘在轴向钻进状态下也与部件(斗底)3的内外圆边缘重叠吻合，且有耐磨合金切削刃具。它能实现将已钻入钻斗内的、由于环状切削所留下的柱状被切削物沿其径向整体切割截断而使其进入钻斗。
转轴6：被设置在环状切削承载部件(斗底)3上的靠近钻斗圆柱形桶体7附近，将径向截切装置5与切削承载部件3相联接并能相对转动。
钻斗圆柱形桶体7：是钻斗的斗体。它传递钻机的输出力矩并储存被切削物附近，将径向截切装置5与切削承载部件3相联接并能相对转动。
钻斗圆柱形桶体7：是钻斗的斗体。它传递钻机的输出力矩并储存被切削物料。
本实用新型的工作原理：
1、环状切削轴向钻进状态：
此时钻斗正向旋转(图1所示为顺时针旋转)，轴向切削刃具2呈切削状态并沿钻斗轴向钻进。径向截切装置5及其导向部件4受到切削阻力所施于的相对于转轴6的正向旋转力矩而与环状切削承载部件(斗底)3重叠，不参与切削，轴向切削刃具2只切削钻斗桶体内壁侧部分环状区域，钻斗芯部留下的柱状被切削物没有被切割搅动而随其周边的、已被切削的物料一起进入钻斗。
2、轴向固定径向切割截断状态：
此时，钻斗停止轴向钻进而改变为反向旋转(图3所示为逆时针旋转)，轴向切削刃具2不参与切削。径向截切装置5及其导向部件4受到切削阻力所施于的、相对于转轴6的反向旋转力矩而转动至图3所示位置，被卡定在截切装置的限位承载机构1的卡槽内，其切削刃部切割钻斗芯部留下的柱状被切削物，环状切削承载部件(斗底)3的环状区域变为切削区，而将柱状被切削物切断并使其进入钻斗。
3、卸载装态：指将被切削物从钻斗内排出。
对于遂道盾构钻机而言，其被切削物的排出是经其运送机构完成的，钻斗切削部不需要设置卸载机构。
对于旋挖钻机而言，钻斗内的被切削物的排出是将钻斗整体从钻孔内提升至地面后，打开斗底而完成的(如图4所示)。在提升钻斗过程中，径向截切装置5起着封闭钻斗底的作用，使被切削物保持在钻斗内。