水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构.pdf

本发明涉及一种水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构。它解决了现有水泥土搅拌桩打桩机钻孔时搅拌不均匀等问题。包括具有内腔的驱动箱体，驱动箱体上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆，主钻杆周向外侧设有至少两根副钻杆，其主钻杆的中心线与任意两个在竖直方向的投影与主钻杆的中心线不位于同一直线上的副钻杆的中心线依次相连形成三角形结构，驱动箱体上设有钻杆转动驱动机构，主钻杆与驱动箱体上设有轴向驱动机构。优点在于：提高了搅拌的均匀性，钻杆体可以轴向伸缩且可以在周向转动的同时进行轴向滑动，不易遇到无法钻动的现象，增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力。

权利要求书
1.  一种水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，包括具有内腔的驱动箱体(1)，所述的驱动箱体(1)上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆(2)，所述的主钻杆(2)周向外侧设有至少两根副钻杆(3)，其特征在于，所述的主钻杆(2)的中心线与任意两个在竖直方向的投影与主钻杆(2)的中心线不位于同一直线上的副钻杆(3)的中心线依次相连形成三角形结构，所述的驱动箱体(1)上设有能使主钻杆(2)周向转动从而使至少一根副钻杆(3)与主钻杆(2)反向转动且使剩余副钻杆(3)和主钻杆(2)正向转动的钻杆转动驱动机构(4)，所述的主钻杆(2)与驱动箱体(1)上设有当主钻杆(2)周向转动或静止时均能驱动主钻杆(2)轴向往复移动的轴向驱动机构(5)。

2.  根据权利要求1所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的副钻杆(3)以主钻杆(2)为圆心呈环形分布设置，且所述的副钻杆(3)与主钻杆(2)在竖直方向的投影不位于同一直线上。

3.  根据权利要求2所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的副钻杆(3)包括若干设置在主钻杆(2)周向外侧的第一副钻杆体(31)与第二副钻杆体(32)，所述的第一副钻杆体(31)与第二副钻杆体(32)一一交错设置且所述的第一副钻杆体(31)与第二副钻杆体(32)均以主钻杆(2)为中心周向均匀分布且形成直径不同的环形结构。

4.  根据权利要求1所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的主钻杆(2)与副钻杆(3)呈矩形整列分布设置。

5.  根据权利要求2或3或4所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的钻杆转动驱动机构(4)包括与主钻杆(2)相连且能驱动主钻杆(2)周向转动的主钻杆驱动结构(41)，所述的主钻杆(2)与副钻杆(3)之间设有当主钻杆(2) 周向转动时能带动至少一根副钻杆(3)与主钻杆(2)同步反向转动且能带动剩余的副钻杆(3)与主钻杆(2)同步正向转动的副钻杆传动结构(42)。

6.  根据权利要求5所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的主钻杆驱动结构(41)包括设置在驱动箱体(1)上的主钻杆驱动器(411)，所述的主钻杆驱动器(411)上设有驱动齿轮(412)，且所述的主钻杆(2)上套设有与主钻杆(2)固定相连且位于驱动箱体(1)内的双联齿轮(413)，且所述的驱动齿轮(412)与双联齿轮(413)相互啮合。

7.  根据权利要求6所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的副钻杆传动结构(42)包括设置在主钻杆(2)与第一副钻杆体(31)之间且当主钻杆(2)周向转动时能带动第一副钻杆体(31)与主钻杆(2)同步反向转动的第一传动组件以及设置在主钻杆(2)与第二副钻杆体(32)之间且当主钻杆(2)周向转动时能带动第二副钻杆体(32)与主钻杆(2)同步正向转动的第二传动组件；所述的第一传动组件包括套设在第一副钻杆体(31)上且与第一副钻杆体(31)固定相连的第一传动齿轮(421)，且所述的第一传动齿轮(421)与双联齿轮(413)相互啮合；所述的第二传动组件包括套设在第二副钻杆体(32)上且与第二副钻杆体(32)固定相连的第二传动齿轮(423)，所述的第二传动齿轮(423)通过过桥齿轮(422)与双联齿轮(413)相连。

8.  根据权利要求1或2或3或4所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的轴向驱动机构(5)包括若干设置在驱动箱体(1)内的通孔(51)，所述的主钻杆(2)与副钻杆(3)均贯穿于通孔(51)内且主钻杆(2)与通孔(51)之间设有能使主钻杆(2)与通孔(51)轴向滑动相连的轴向导向组件，所述的主钻杆(2)端部连接有能驱动主钻杆(2)沿通孔(51) 轴向往复滑动的轴向驱动组件。

9.  根据权利要求8所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的轴向导向组件包括设置在通孔(51)内且周向内侧具有若干轴向延伸的导向槽(521)的花键套(52)，所述的主钻杆(2)周向外侧设有若干轴向延伸的导向凸条(53)，且所述的导向凸条(53)与导向槽(521)滑动配合，所述的花键套(52)与通孔(51)之间设有轴承(54)。

10.  根据权利要求8所述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，其特征在于，所述的轴向驱动组件包括设置在驱动箱体(1)上的支撑架体(55)，所述的支撑架体(55)上设有升降驱动器(56)，且所述的升降驱动器(56)的输出轴与主钻杆(2)周向转动相连。

说明书水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构
技术领域
本发明属于建筑设备技术领域，尤其是涉及一种水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构。
背景技术
水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。常见的水泥土搅拌桩的打桩机多为两轴搅拌桩，即由二个等直径的圆柱体交接而成，对于二轴水泥土搅拌桩机，为了提高止水效果，需要在基坑外围施工两排水泥土搅拌桩，在打完第一排桩之后，需要移动桩机，再在第二排桩的位置进行施工第二排水泥土搅拌桩，这就使得施工速度慢，耗时长，且两排桩之间存在搭接冷缝，钻杆下钻与提升次数多；除此之外，现有的水泥土搅拌桩机还存在着：搅拌不充分，钻孔难度大，耗时长，且钻杆向下钻动时反作用力大，易导致整个打桩机稳定性较差。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种六轴水泥土搅拌桩机[申请号：201310343118.X]，本发明提供一种六轴水泥土搅拌桩机，动力箱连接六根钻杆，六根钻杆带有多个刀片或叶片，六根钻杆可直接喷浆能一次施工六根水泥土搅拌桩，相比传统的搅拌桩施机，钻杆数量多，每根钻杆上带有更多的刀片或叶片钻杆可直接喷浆。上述方案在一定程度上解决了现有水 泥土搅拌桩机施工效率低的问题，但是该方案依然存在着：搅拌不够均匀，水泥土搅拌桩抗拔能力差，钻孔难度大，稳定性差的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，钻孔时搅拌均匀的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，包括具有内腔的驱动箱体，所述的驱动箱体上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆，所述的主钻杆周向外侧设有至少两根副钻杆，其特征在于，所述的主钻杆的中心线与任意两个在竖直方向的投影与主钻杆的中心线不位于同一直线上的副钻杆的中心线依次相连形成三角形结构，所述的驱动箱体上设有能使主钻杆周向转动从而使至少一根副钻杆与主钻杆反向转动且使剩余副钻杆和主钻杆正向转动的钻杆转动驱动机构，所述的主钻杆与驱动箱体上设有当主钻杆周向转动或静止时均能驱动主钻杆轴向往复移动的轴向驱动机构。显然，钻杆转动驱动机构驱动主钻杆转动的同时可以带动部分副钻杆反向转动且能使剩余副钻杆正向转动，这样使得搅拌更加均匀，减少钻孔使得反作用力，且单个驱动器即可实现，节约了成本，当需要坚硬的土层或石块时可以通过轴向驱动机构来实现主钻杆的伸缩，这样降低了钻孔的难度，且主钻杆与副钻杆采用这种分布结构，增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的副钻杆以主钻杆为圆心呈环形分布设置，且所述的副钻杆与主钻杆在竖直方向的投影不位于同一直线上。优选地，这里的主钻杆与 副钻杆均设有搅拌体，主钻杆与副钻杆在竖直方向上错位设置，一方面可以提高搅拌时的均匀性，另一方向也减小了施工时钻孔的难度。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的副钻杆包括若干设置在主钻杆周向外侧的第一副钻杆体与第二副钻杆体，所述的第一副钻杆体与第二副钻杆体一一交错设置且所述的第一副钻杆体与第二副钻杆体均以主钻杆为中心周向均匀分布且形成直径不同的环形结构。即在中部设置一根主钻杆，第一副钻杆体与第二副钻杆体的数量均为四根且分别周向分布形成直径不同的环形，这样使得施工时单次能钻出近似正方形的钻孔，无需再移动桩机再进行重复钻孔，节约了成本。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的主钻杆与副钻杆呈矩形整列分布设置。优选地，这里的主钻杆的数量为一根，副钻杆的数量为八根，且由于主钻杆与副钻杆呈矩形整列分布，使得一个步骤即可钻出近似矩形的钻孔，这样增大了水泥土搅拌桩的横截面积。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的钻杆转动驱动机构包括与主钻杆相连且能驱动主钻杆周向转动的主钻杆驱动结构，所述的主钻杆与副钻杆之间设有当主钻杆周向转动时能带动至少一根副钻杆与主钻杆同步反向转动且能带动剩余的副钻杆与主钻杆同步正向转动的副钻杆传动结构。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的主钻杆驱动结构包括设置在驱动箱体上的主钻杆驱动器，所述的主钻杆驱动器上设有驱动齿轮，且所述的主钻杆上套设有与主钻杆固定相连且位于驱动箱体内的双联齿轮，且所述的驱动齿轮与双联齿轮相互啮合。即通过驱动齿轮带动双联齿轮转动从而使得主钻杆周向转动。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的副钻杆传动结构包括设置在主钻杆与第一副钻杆体之间且当主钻杆周向转动时能带动第一副钻杆体与主钻杆同步同向转动的第一传动组件以及设置在主钻杆与第二副钻杆体之间且当主钻杆周向转动时能带动第二副钻杆体与主钻杆同步反向转动的第二传动组件；所述的第一传动组件包括套设在第一副钻杆体上且与第一副钻杆体固定相连的第一传动齿轮，且所述的第一传动齿轮与双联齿轮相互啮合；所述的第二传动组件包括套设在第二副钻杆体上且与第二副钻杆体固定相连的第二传动齿轮，所述的第二传动齿轮通过过桥齿轮与双联齿轮相连。即这里的双联齿轮转动同时带动第一传动齿轮与第二传动齿轮转动，第一转动齿轮带动第一副钻杆体与主钻杆反向转动，第二传动齿轮通过过桥齿轮带动第二副钻杆体与主钻杆正向转动。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的轴向驱动机构包括若干设置在驱动箱体内的通孔，所述的主钻杆与副钻杆均贯穿于通孔内且主钻杆与通孔之间设有能使主钻杆与通孔轴向滑动相连的轴向导向组件，所述的主钻杆端部连接有能驱动主钻杆沿通孔轴向往复滑动的轴向驱动组件。即通过轴向驱动组件带动主钻杆轴向滑动来实现主钻杆的伸缩。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的轴向导向组件包括设置在通孔内且周向内侧具有若干轴向延伸的导向槽的花键套，所述的主钻杆周向外侧设有若干轴向延伸的导向凸条，且所述的导向凸条与导向槽滑动配合，所述的花键套与通孔之间设有轴承。由于花键套与通孔之间设有轴承，即花键套下端具有环形凸台，轴承套设在花键套上且在花键套上端设有与轴承相抵靠的锁紧螺母，使得主钻杆又可以周向转动又可以轴向滑动，两者之间互不干扰。
在上述的水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构中，所述的轴向驱动组件包括设置在驱动箱体上的支撑架体，所述的支撑架体上设有升降驱动器，且所述的升降驱动器的输出轴与主钻杆周向转动相连。优选地，这里的升降驱动器的输出轴与主钻杆之间通过轴承座相连，这样使得主钻杆周向转动时升降驱动器不会随着主钻杆一起转动，且在升降驱动器的驱动下主钻杆在花键套内轴向滑动从而实现伸缩。
与现有的技术相比，本水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构的优点在于：搅拌均匀，制得的水泥土搅拌桩抗拔能力强，钻孔难度小，能单次钻出近似矩形的钻孔，无需再进行移机、重复钻孔，通过单个驱动器能实现主钻杆与副钻杆的同向与反向转动，这样提高了搅拌的均匀性，钻孔时遇到较为坚硬的土层或石块时，钻杆体可以轴向伸缩且可以在周向转动的同时进行轴向滑动，不易遇到无法钻动的现象，使得钻孔更加容易，提高了钻孔的效率，增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力。
附图说明
图1为本发明中实施例一的主钻杆与副钻杆使用状态下的结构示意图。
图2为本发明中实施例一的主钻杆与副钻杆分布的结构示意图。
图3为本发明中实施例一的另一种主钻杆与副钻杆分布的结构示意图。
图4为本发明中实施例一的使用状态下的结构示意图。
图5为本发明中实施例一的使用状态下的局部结构示意图。
图6为本发明中实施例一主钻杆驱动器连接状态的结构示意 图。
图7为本发明中花键套的结构示意图。
图8为本发明中实施例二的主钻杆与副钻杆分布的结构示意图。
图中，驱动箱体1、主钻杆2、副钻杆3、第一副钻杆体31、第二副钻杆体32、搅拌体33、钻杆转动驱动机构4、主钻杆驱动结构41、主钻杆驱动器411、驱动齿轮412、双联齿轮413、副钻杆传动结构42、第一传动齿轮421、过桥齿轮422、第二传动齿轮423、轴向驱动机构5、通孔51、花键套52、导向槽521、环形凸台522、锁紧螺母523、导向凸条53、轴承54、支撑架体55、升降驱动器56、轴承座57。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
如图1-4所示，本水泥土搅拌桩打桩机的钻杆安装结构，包括具有内腔的驱动箱体1，驱动箱体1上设有至少一根呈竖直方向设置的主钻杆2，主钻杆2周向外侧设有至少两根副钻杆3，主钻杆2的中心线与任意两个在竖直方向的投影与主钻杆2的中心线不位于同一直线上的副钻杆3的中心线依次相连形成三角形结构，驱动箱体1上设有能使主钻杆2周向转动从而使至少一根副钻杆3与主钻杆2反向转动且使剩余副钻杆3和主钻杆2正向转动的钻杆转动驱动机构4，主钻杆2与驱动箱体1上设有当主钻杆2周向转动或静止时均能驱动主钻杆2轴向往复移动的轴向驱动机构5，显然，钻杆转动驱动机构4驱动主钻杆2转动的同时可以带动部分副钻杆3反向转动且能使剩余副钻杆3正向转动， 这样使得搅拌更加均匀，减少钻孔使得反作用力，且单个驱动器即可实现，节约了成本，当需要坚硬的土层或石块时可以通过轴向驱动机构5来实现主钻杆2的伸缩，这样降低了钻孔的难度，且主钻杆2与副钻杆3采用这种分布结构，增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力。
如图2所示，本实施例中的副钻杆3以主钻杆2为圆心呈环形分布设置，且副钻杆3与主钻杆2在竖直方向的投影不位于同一直线上，优选地，这里的主钻杆2与副钻杆3均设有搅拌体33，主钻杆2与副钻杆3在竖直方向上错位设置，一方面可以提高搅拌时的均匀性，另一方向也减小了施工时钻孔的难度。如图3所示，这里的副钻杆3也可以采用下面的结构，例如，这里的副钻杆3包括若干设置在主钻杆2周向外侧的第一副钻杆体31与第二副钻杆体32，第一副钻杆体31与第二副钻杆体32一一交错设置且第一副钻杆体31与第二副钻杆体32均以主钻杆2为中心周向均匀分布且形成直径不同的环形结构，即在中部设置一根主钻杆2，第一副钻杆体31与第二副钻杆体32的数量均为四根且分别周向分布形成直径不同的环形，这样使得施工时单次能钻出近似正方形的钻孔，无需再移动桩机再进行重复钻孔，节约了成本。
如图4-7所示，本实施例中的钻杆转动驱动机构4包括与主钻杆2相连且能驱动主钻杆2周向转动的主钻杆驱动结构41，主钻杆2与副钻杆3之间设有当主钻杆2周向转动时能带动至少一根副钻杆3与主钻杆2同步反向转动且能带动剩余的副钻杆3与主钻杆2同步正向转动的副钻杆传动结构42。其中，这里的主钻杆驱动结构41包括设置在驱动箱体1上的主钻杆驱动器411，主钻杆驱动器411上设有驱动齿轮412，且主钻杆2上套设有与主钻杆2固定相连且位于驱动箱体1内的双联齿轮413，且驱动齿轮412与双联齿轮413相互啮合，即通过驱动齿轮412带动双联 齿轮413转动从而使得主钻杆2周向转动。
其中，这里的副钻杆传动结构42包括设置在主钻杆2与第一副钻杆体31之间且当主钻杆2周向转动时能带动第一副钻杆体31与主钻杆2同步反向转动的第一传动组件以及设置在主钻杆2与第二副钻杆体32之间且当主钻杆2周向转动时能带动第二副钻杆体32与主钻杆2同步正向转动的第二传动组件；所述的第一传动组件包括套设在第一副钻杆体31上且与第一副钻杆体31固定相连的第一传动齿轮421，且所述的第一传动齿轮421与双联齿轮413相互啮合；所述的第二传动组件包括套设在第二副钻杆体32上且与第二副钻杆体32固定相连的第二传动齿轮423，所述的第二传动齿轮423通过过桥齿轮422与双联齿轮413相连。即这里的双联齿轮413转动同时带动第一传动齿轮421与第二传动齿轮423转动，第一转动齿轮421带动第一副钻杆体31与主钻杆2反向转动，第二传动齿轮423通过过桥齿轮422带动第二副钻杆体32与主钻杆2正向转动。
更进一步地，本实施例中的轴向驱动机构5包括若干设置在驱动箱体1内的通孔51，主钻杆2与副钻杆3均贯穿于通孔51内且主钻杆2与通孔51之间设有能使主钻杆2与通孔51轴向滑动相连的轴向导向组件，主钻杆2端部连接有能驱动主钻杆2沿通孔51轴向往复滑动的轴向驱动组件，即通过轴向驱动组件带动主钻杆2轴向滑动来实现主钻杆2的伸缩。其中，本实施例中的轴向导向组件包括设置在通孔51内且周向内侧具有若干轴向延伸的导向槽521的花键套52，主钻杆2周向外侧设有若干轴向延伸的导向凸条53，且导向凸条53与导向槽521滑动配合，花键套52与通孔51之间设有轴承54，由于花键套52与通孔51之间设有轴承54，即花键套52下端具有环形凸台522，轴承54套设在花键套52上且在花键套52上端设有与轴承54相抵靠的锁紧螺 母523，使得主钻杆2又可以周向转动又可以轴向滑动，两者之间互不干扰。优选地，这里的轴向驱动组件包括设置在驱动箱体1上的支撑架体55，支撑架体55上设有升降驱动器56，且升降驱动器56的输出轴与主钻杆2周向转动相连，这里的升降驱动器56的输出轴与主钻杆2之间通过轴承座57相连，这样使得主钻杆2周向转动时升降驱动器56不会随着主钻杆2一起转动，且在升降驱动器56的驱动下主钻杆2在花键套52内轴向滑动从而实现伸缩。
本实施例的原理在于：通过主钻杆驱动器411带动双联齿轮413转动实现主钻杆2周向转动，双联齿轮413通过第一传动齿轮421来带动第一副钻杆31与主钻杆2反向转动，双联齿轮413通过过桥齿轮422与第二传动齿轮423相连，实现第二副钻杆体32与主钻杆2正向转动，从而实现主钻杆驱动器411同时带动主钻杆2与副钻杆3的同向或反向转动，升降驱动器56通过轴承座57来驱动主钻杆2轴向滑动，且主钻杆2与副钻杆3施工时单次能钻出近似正方形的钻孔，无需再移动桩机再进行重复钻孔，节约了成本。
实施例二
如图8所示，本实施例的结构、原理与实施步骤与实施例一类似，不一样的地方在于，本实施例中的主钻杆2与副钻杆3呈矩形整列分布设置，优选地，这里的主钻杆2的数量为一根，副钻杆3的数量为八根，且由于主钻杆2与副钻杆3呈矩形整列分布，使得一个步骤即可钻出近似矩形的钻孔，这样增大了水泥土搅拌桩的横截面积。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离 本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了驱动箱体1、主钻杆2、副钻杆3、第一副钻杆体31、第二副钻杆体32、搅拌体33、钻杆转动驱动机构4、主钻杆驱动结构41、主钻杆驱动器411、驱动齿轮412、双联齿轮413、副钻杆传动结构42、第一传动齿轮421、过桥齿轮422、第二传动齿轮423、轴向驱动机构5、通孔51、花键套52、导向槽521、环形凸台522、锁紧螺母523、导向凸条53、轴承54、支撑架体55、升降驱动器56、轴承座57等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。