一种深孔用大变径扩孔装置，应用于不便借助大型设备且需要大变径切削的场合，便于携带，节省人力与成本，提高扩孔效率。本装置由孔内固定系统、扩孔深度进给系统、扩孔刀具平台、扩孔刀具系统组成。本装置只需孔外的杆与孔内固定系统连接即可，孔内固定系统下端连接进给液压油缸，进给液压油缸连接旋转电机平台，旋转电机平台连接扩孔刀具平台。大平面支撑板在孔内固定液压油缸作用下贴紧在孔内壁，使得整个装置保持稳定。扩孔深度由进给液压油缸决定。工作时，在伸刀电动缸的作用下，刀具滑套会向下动作，刀具齿轮也向外旋转，从而扩孔螺旋刀具打开，整个装置在旋转电机的作用下旋转切削，扩孔直径也可由直径位移传感器实时监测。扩孔直径也可由直径位移传感器实时监测。扩孔直径也可由直径位移传感器实时监测。
【技术实现步骤摘要】
一种深孔用大变径扩孔装置
[0001]本专利技术属于输电铁塔基础开挖领域，涉及输电铁塔基座开挖扩孔技术，具体是涉及一种深孔用大变径扩孔装置，实现在不需借助大型设备下的高效率扩孔切削，满足输电铁塔基础开挖技术要求。
技术介绍
[0002]输电铁塔是用于架空输电线路的主支撑单元。它不仅需要在足够的安全高度从地面上携带重型传输导线，而且还能承受各种各样的自然灾害。它对倾斜变形非常敏感，对地基不均匀沉降要求也高。输电铁塔基础常用的结构形式有独立基础、扩大基础和桩基础，输电铁塔的结构形式主要采用钢结构。但是像一些北方地区，煤矿比较多，地下有采空区。所以目前常规输电铁塔及基础结构难以适应采空区的地表移动，也有可能造成输电铁塔偏斜甚至倾覆。原来的方案是从地上向地下钻深度为10米，直径为1.8米的孔来固定输电铁塔基础。而鉴于上述原因，目前需要在大概8米的深度，把原来直径为1.8米的孔扩大成直径为2.4米的孔，这个孔的深度是2米，这样采取底部变大底座孔洞直径变大的方法可增大铁塔基座的牢固性，防止铁塔倾翻。地下孔洞内扩径存在较大技术难题，大多用大型扩孔设备来实现孔洞扩孔。但是输电塔大多在野外上坡上，地形复杂，环境恶劣，大型设备难以直接使用。目前输电铁塔的桩基扩孔，多采用小型挖掘机、装载机等小型作业设备，在此基础上改装洛阳铲等设备实现桩基开挖，通过人工扩孔方式。人工开挖方式存在效率、人员安全等隐患，因此迫切需要解决输电塔扩孔开挖的装备技术。
[0003]为解决地下孔洞扩径需求，许多现有技术依赖于重型设备，如授权公告号为CN 210178271U，授权公告日为2020.03.24的中国技术专利公开了一种长螺旋钻机的液压式变径扩孔钻头，钻头安装在长螺旋钻杆上，但是长螺旋钻杆和其它元件都通过吊车等重型设备为其吊装与固定，才能正常工作。类似地还有如授权公告号为CN 104763328B，授权公告日为2017.03.08的中国专利技术专利公开了一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺，利用吊车大型设备通过液压柱支撑导轨，扩孔工具安装在导轨上，液压驱动扩孔钻头，可以进行扩孔，所以此类方法必须借助吊车等重型设备，不能用在输电铁塔扩孔切削中。
[0004]还有一些现有技术虽没有借助重型设备，但是装置结构存在问题，如授权公告号为CN 203008787U，授权公告日为2013.06.19的中国技术专利公开了一种液压机械式随钻变径扩孔钻头，通过活塞系统，扩孔钻头通过液压油的压力来打开，但是此装置包含大弹簧，小弹簧、上壳体、中壳体、下壳体等很多零件，结构过于复杂，而且对油液压力控制要求比较高，不同的油液压力应该克服不同的弹簧弹力来进行工作，容易出现误动作或者达不到理想预期的效果，并且这种装置一般适用于小变径的场合中，如果是大变径场合，大钻头不易安装在此种结构上。还有如授权公告号为CN 102003146B，授权公告日为2012.12.12的中国专利技术专利公开了一种全液压扩眼器，扩眼刀翼内端安装不完整齿轮，齿轮与内部结构齿条相啮合，利用改变泵的排量使刀翼张开，虽不用借助重型设备，但本装置结构比较复杂，需要同时控制泵压和钻压才能正常工作。而且此装置在使用时，会通过压力使装置下落
入几个限位钢球来正常工作，结束时需要从地面向钻杆投入一个钢球来封堵油路，在深孔中，投入钢球的惯性很大，如果钻头很大时，需要投入的钢球也很大，很容易破坏其他零件和本装置，影响整个装置的稳定性和可靠性，从而不能正常工作。
[0005]现有地下孔洞扩孔大多为大型设备，不能满足输电铁塔的应用要求，为此，提出了一种深孔用大变径扩孔装置，可在已建立的竖孔中扩孔，满足输电铁塔的小型开挖要求，并可作为附件，适合我国北方大部分铁塔建设。
技术实现思路
[0006]针对上述现有技术的不足和缺陷，本专利技术的目的是提供一种结构简单，深孔用大变径扩孔装置，是解决现有技术成本高，结构复杂，需要借助重型设备，扩孔效率低等的问题。尤其是孔比较深时，难以实现理想的扩孔效果。
[0007]为了解决以上问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]一种深孔用大变径扩孔装置，包括孔内固定系统、扩孔深度进给系统、扩孔刀具平台、扩孔刀具系统、深度位移传感器，直径位移传感器；
[0009]所述孔内固定系统包括一双作用单活塞杆液压油缸、四个大平面支撑板、四个大连杆轴、一个十字滑块、四个小连杆、四个小连杆轴，所述十字滑块和所述液压油缸的活塞杆通过螺栓连接，所述小连杆和所述十字滑块通过所述小连杆轴连接，所述小连杆和所述大平面支撑板通过所述大连杆轴连接，所以当所述液压油缸伸出时，四个小连杆分别向斜下方动作，然后四个小连杆推动四个大平面支撑板分别向外动作，从而四个大平面支撑板会贴在孔的内壁上，实现装置固定在孔内某个位置，使装置保持稳定状态。
[0010]所述扩孔深度进给系统包括进给液压油缸、旋转电机平台，所述进给液压油缸是一个双作用单活塞杆液压油缸，所述进给液压油缸的活塞杆通过螺栓和旋转电机平台进行连接，旋转电机通过螺栓固定在所述旋转电机平台上，电刷通过螺栓固定在旋转电机平台上，旋转电机轴通过螺栓连接所述扩孔刀具平台，从而旋转电机平台、扩孔刀具平台连接在一起，所以进给液压油缸活塞杆的伸缩带动所述旋转电机平台整体上下动作，旋转电机正转就会带动扩孔刀具平台旋转；
[0011]优选地，所述扩孔刀具平台包括上、下平面板、伸刀电动缸、刀具滑套、刀具滑套导轨，所述伸刀电动缸通过螺栓安装在上平面板上，伸刀电动缸活塞杆通过螺栓和刀具滑套连接，所述刀具滑套可以随活塞杆的伸缩而上下动作，所述刀具滑套两侧有斜齿，两个刀具齿轮的模数、压力角参数与所述刀具滑套的齿相同，使得两个刀具齿轮分别与所述刀具滑套的两侧齿相啮合，从而两个刀具齿轮都可以在刀具滑套上实现旋转动作，所述刀具滑套可以沿着刀具滑套导轨上动作，所述滑套滑轨通过螺栓固定在下平面板上，所述刀具滑套通过键与刀具滑套导轨连接，所述刀具滑套导轨可以实现辅助支撑刀具滑套滑动的作用；
[0012]优选地，所述扩孔刀具系统包括两个扩孔螺旋刀具、两个刀具齿轮，所述扩孔螺旋刀具包括切削刃一和切削刃二，所述扩孔螺旋刀具通过螺栓固定在所述刀具齿轮上，实现所述扩孔螺旋刀具随刀具齿轮向内转动而向内收缩动作，随刀具齿轮向外转动而向外展开动作，所述扩孔螺旋刀具的切削刃一主要负责孔的两侧切削动作，所述扩孔螺旋刀具的切削刃二主要负责孔的下侧切削动作，使整个切削动作顺利完成；
[0013]所述深度位移传感器通过螺栓固定在下平面板上，深度位移传感器的探头接触旋
转电机的上平面板，从而进给液压油缸向下伸出的距离信息可以被深度位移传感器实时监测，从而清楚地了解扩孔深度信息；
[0014]所述直径位移传感器通过螺栓固定在伸刀电动缸上平面板上，直径位移传感器探头接触伸刀电动缸活塞杆的初始位置，我们通过直径位移传感器实时监测到的伸刀电动缸活塞杆的轴向距离信息，从而按比例地监测到扩孔的直径信息，从而更好了解扩孔效果；
[0015]本专利技术具有的技术特征：
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深孔用大变径扩孔装置，其特征在于，包括扩孔刀具平台和扩孔刀具系统；所述扩孔刀具平台(5)包括上平面板(501)、伸刀电动缸(502)、伸刀电动缸活塞杆(503)、刀具滑套(504)、刀具滑套槽(505)、平面连接柱(506)、刀具滑套导轨(507)、下平面板(508)，所述伸刀电动缸(502)通过螺栓安装在上平面板(501)上，所述伸刀电动缸活塞杆503通过螺栓和刀具滑套(504)连接，所述刀具滑套导轨(507)通过螺栓固定在下平面板(508)上，所述刀具滑套导轨(507)通过键与所述刀具滑套槽(505)过盈配合，实现刀具滑套(504)随伸刀电动缸活塞杆(503)的伸缩沿着刀具滑套导轨(507)上下动作，所述刀具滑套导轨(507)起到辅助支撑所述刀具滑套(504)的作用，所述两个刀具齿轮(601)都可以在刀具滑套(504)上实现旋转动作，所述上平面板(501)和所述下平面板(508)通过平面连接柱(506)连...
【专利技术属性】
技术研发人员：张军，李宏伟，陈鑫，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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