【技术实现步骤摘要】
本技术属于地下施工机械设备，尤其涉及一种多层互剪搅拌钻机。
技术介绍
1、搅拌桩因其施工成本低、施工速度快、施工设备简单被广泛应用在国内外软土地基的加固上，双向搅拌桩由于较单向搅拌桩在成桩质量上具有较大的优势，目前正在积极推广应用，但目前其施工设备及工艺上仍存在一定的不足之处，主要表现在以下几个方面：1、常规的双向搅拌桩施工钻具采用的是外搅拌叶片设置在外钻杆上布置在钻具上端，内搅拌叶片设置在内钻杆上布置在钻具下端，内外搅拌为两段分开设置的方式，叶片之间并未产生互相的剪切，对土体的扰动并不充分，在一定程度上降低了双向搅拌的效率；2、传统的双向搅拌桩钻机一般采用功率较低的单一驱动单元，输出扭矩有限，在针对较大直径及桩长较长的搅拌桩施工时有困难，同时因为单一驱动单元驱动内外钻杆通过齿轮转换实现，其内外钻杆的转速比为固定值，针对不同的地质条件及施工工艺时需要通过更换动力头的方式来进行内外钻杆转速比的调整，极不方便；3、一般的搅拌桩施工时，喷浆口呈圆孔开设在钻具底部钻杆上，在施工过程中喷浆不均匀，极易导致浆液的聚集或缺失，并导致桩身强度在各个部位差异性较大，成桩质量差；4、动力头的驱动单元悬挂在钻机顶部，其重心较不稳定，具有一定的安全风险。
技术实现思路
1、本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种多层互剪搅拌钻机，采用该搅拌钻机可以提高施工装备的整体安全性，采用双动力输出可保证较大的输出动力，施工中可实现内外钻杆转速比适应性调整，且通过改变搅拌钻头形式及喷浆方式可提高浆液撒布均匀
2、本技术的目的是通过如下技术方案来完成的，这种多层互剪搅拌钻机包括钻机主体，所述钻机主体包括双动力单元机构、钻杆和钻具，所述双动力单元机构包括箱体、第一驱动单元、第二驱动单元和齿轮变速箱，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用电机动力头或液压马达动力头，且所述第一驱动单元和所述第二驱动单元呈水平对称分布在所述箱体内，所述钻杆包括内杆和外杆，且所述钻杆中的内杆通过齿轮变速箱由所述第一驱动单元提供动力，所述钻杆中的外杆通过齿轮变速箱由所述第二驱动单元提供动力；所述内杆内部所设有的注浆通道的上端与水龙头连通，所述注浆通道的下端与所述钻具底端所设有的喷浆口连通。
3、本技术的有益效果为：与现有技术相比，采用了可实现多层相互交错搅拌功能的钻具，可对土体发挥多层互剪搅拌功能，使被搅拌土体搅拌得更加充分，搅拌桩桩身均匀性和整体强度得到提高；同时，动力头采用双动力单元机构的形式，输出扭矩可大大提高，可针对硬质土体进行有效的钻掘与搅拌，施工桩长也得到保障，同时双动力单元可分别对内外钻杆进行控制，任意调节内外钻杆的钻速比及旋转方向，可满足各种地层和施工工艺要求。
4、作为优选，所述齿轮变速箱包括第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮相啮合，且所述第一从动齿轮通过内杆主轴与所述内杆相连接，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮相啮合，且所述第二从动齿轮通过外杆主轴与所述外杆相连接；采用上述结构的设置，两个动力单元分别驱动内杆与外杆，内外杆分别独立控制转速，该结构设计可任意调节内杆与外杆的转速之比，可适用于各种地层与施工工艺要求，同时两个动力单元独立设置可快速排除故障，维修保养也更方便。
5、作为优选，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用电机动力头时，所述第一驱动单元包括第一减速机和第一电机，所述第二驱动单元包括第二减速机和第二电机，所述第一电机通过所述第一减速机与所述第一主动齿轮相连接，所述第二电机通过所述第二减速机与所述第二主动齿轮相连接，电机与减速机带动主动齿轮各自旋转且方向相同或相反；采用上述结构的设置，通过水平对称布置的电机作为动力头驱动来源，减速机的配置达到了第一级减速功能，有利于钻机在运行时的整体稳定性，两个电机可根据钻机的功能用途匹配相应的功率从而达到一定的经济效益。
6、作为优选，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用液压马达动力头时，所述第一驱动单元包括第一液压马达、第二液压马达、第五减速机、第六减速机和第一驱动转轴，所述第二驱动单元包括第三液压马达、第四液压马达、第三减速机、第四减速机和第二驱动转轴，所述第一液压马达和所述第二液压马达呈上下对称布置，所述第一液压马达与所述第五减速机相连接，所述第二液压马达与所述第六减速机相连接，所述第一驱动转轴安装在所述第五减速机和所述第六减速机之间，且所述第一驱动转轴与所述第一主动齿轮相连接；所述第三液压马达和所述第四液压马达呈上下对称布置，所述第三液压马达与所述第三减速机相连接，所述第四液压马达与所述第四减速机相连接，且所述第二驱动转轴安装在所述第三减速机和所述第四减速机之间，且所述第二驱动转轴与所述第二主动齿轮相连接，驱动单元带动主动齿轮各自旋转且方向相同或相反；采用上述结构的设置，通过上下对称布置的液压马达作为动力头驱动来源，传动结构清晰，所需传动机构少，输出扭矩可大幅提升，能实现大深度、大直径的搅拌桩施工，可有效减少动力头的几何尺寸、重量及成本，从而提高钻机的安全性及稳定性，大大提高了搅拌的有效性和均匀性。
7、作为优选，所述钻杆为单节或多节设置，并包括内杆和外杆，所述内杆为圆管，外杆为内空圆管或四方管，所述内杆套装在所述外杆内部，所述外杆内壁安装有通套导向环，所述通套导向环的外壁紧贴在所述外杆内壁上，所述通套导向环的内壁与所述内杆转动接触以防止所述内杆在旋转过程中晃动；所述内杆内部设置有至少一条注浆通道供浆液流通；多节所述内杆通过六方接头插接而成，多节所述四方管外杆通过四方接头插接而成，并利用销孔插入销钉的方式进行固定；采用上述结构的设置，分节安装的钻杆有利于设备的运输，与市场上采用焊接连接的钻杆相比钻杆的垂直度得到了保证，通套导向环的设置使内杆与外杆在相对转动时能相对固定，不至于内杆与外杆之间产生磕碰或晃动，有效的保护了钻杆；单节设置的钻杆保证了钻杆的整体性，在施工过程中可更好的传递扭矩；采用外方内圆的钻杆结构，在钻进过程中有利于释放地内压力与气体，避免因空气滞留的原因使桩身出现孔隙。
8、作为优选，所述钻具安装在所述钻杆底部，所述钻具包括与内杆相连接的钻具内杆和与外杆相连接的钻具外杆，所述钻具内杆内部中空并形成注浆通道，钻具外部设有至少两副的搅拌外框，所述搅拌外框上部与钻具外杆固定连接，下部通过旋转支撑轴套与钻具内杆转动连接，所述搅拌外框内部设置有若干层呈倾斜状的第二搅拌叶片；所述钻具内杆上设有至少两副具有若干层呈倾斜状的第一搅拌叶片；所述第一搅拌叶片与第二搅拌叶片相互错层布置且倾斜角度相反；所述搅拌外框上端和下端的横向框架设有若干导向板；所述钻具底部设有至少两副掘进叶片，所述掘进叶片呈倾斜状分布且切割土体的一侧布置有若干掘进齿，所述钻具底部中心设有螺旋钻尖；通过上述结构的设置，搅拌外框与第二搅拌叶片在搅拌过程中与外杆同向与内杆反向，第一搅拌叶片与内杆同向与外杆反向，使搅拌过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多层互剪搅拌钻机，包括钻机主体(1)，其特征在于：所述钻机主体(1)包括双动力单元机构(14)、钻杆(15)和钻具(16)，所述双动力单元机构(14)包括箱体(143)、第一驱动单元、第二驱动单元和齿轮变速箱(150)，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用电机动力头或液压马达动力头，且所述第一驱动单元和所述第二驱动单元呈水平对称分布在所述箱体(143)内，所述钻杆(15)包括内杆(151)和外杆(152)，且所述钻杆(15)中的内杆(151)通过齿轮变速箱(150)由所述第一驱动单元提供动力，所述钻杆(15)中的外杆(152)通过齿轮变速箱(150)由所述第二驱动单元提供动力；所述内杆(151)内部所设有的注浆通道(156)的上端与水龙头(158)连通，所述注浆通道(156)的下端与所述钻具(16)底端所设有的喷浆口(164)连通。
2.根据权利要求1所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述齿轮变速箱(150)包括第一主动齿轮(144)、第二主动齿轮(145)、第一从动齿轮(153)和第二从动齿轮(154)，所述第一主动齿轮(144)与所述第一从动齿轮(1
3.根据权利要求2所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用电机动力头时，所述第一驱动单元包括第一减速机(146)和第一电机(141)，所述第二驱动单元包括第二减速机(147)和第二电机(142)，所述第一电机(141)通过所述第一减速机(146)与所述第一主动齿轮(144)相连接，所述第二电机(142)通过所述第二减速机(147)与所述第二主动齿轮(145)相连接，电机与减速机带动主动齿轮各自旋转且方向相同或相反。
4.根据权利要求2所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用液压马达动力头时，所述第一驱动单元包括第一液压马达(200)、第二液压马达(201)、第五减速机(206)、第六减速机(207)和第一驱动转轴(202)，所述第二驱动单元包括第三液压马达(203)、第四液压马达(204)、第三减速机(208)、第四减速机(209)和第二驱动转轴(205)，所述第一液压马达(200)和所述第二液压马达(201)呈上下对称布置，所述第一液压马达(200)与所述第五减速机(206)相连接，所述第二液压马达(201)与所述第六减速机(207)相连接，所述第一驱动转轴(202)安装在所述第五减速机(206)和所述第六减速机(207)之间，且所述第一驱动转轴(202)与所述第一主动齿轮(144)相连接；所述第三液压马达(203)和所述第四液压马达(204)呈上下对称布置，所述第三液压马达(203)与所述第三减速机(208)相连接，所述第四液压马达(204)与所述第四减速机(209)相连接，且所述第二驱动转轴(205)安装在所述第三减速机(208)和所述第四减速机(209)之间，且所述第二驱动转轴(205)与所述第二主动齿轮(145)相连接，驱动单元带动主动齿轮各自旋转且方向相同或相反。
5.根据权利要求1所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述钻杆(15)为单节或多节设置，并包括内杆(151)和外杆(152)，所述内杆(151)为圆管，外杆(152)为内空四方管，所述内杆(151)套装在所述外杆(152)内部，所述外杆(152)内壁安装有通套导向环(157)，所述通套导向环(157)的外壁紧贴在所述外杆(152)内壁上，所述通套导向环(157)的内壁与所述内杆(151)转动接触以防止所述内杆(151)在旋转过程中晃动；所述内杆(151)内部设置有至少一条注浆通道(156)供浆液流通；多节所述内杆(151)通过六方接头插接而成，多节所述外杆(152)通过四方接头插接而成，并利用销孔(155)插入销钉的方式进行固定。
6.根据权利要求1所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述钻具(16)安装在所述钻杆(15)底部，所述钻具(16)包括与内杆(151)相连接的钻具内杆(16-1)和与外杆(152)相连接的钻具外杆(16-2)，所述钻具内杆(16-1)内部中空并形成注浆通道(156)，钻具(16)外部设有至少两副的搅拌外框(161)，所述搅拌外框(161)上部与钻具外杆(16-2)固定连接，下部通过旋转支撑轴套(165)与钻具内杆(16-1)转动连接，所述搅拌外框(161)内部设置有若干层呈倾斜状的第二搅拌叶片(16...
【技术特征摘要】
1.一种多层互剪搅拌钻机，包括钻机主体(1)，其特征在于：所述钻机主体(1)包括双动力单元机构(14)、钻杆(15)和钻具(16)，所述双动力单元机构(14)包括箱体(143)、第一驱动单元、第二驱动单元和齿轮变速箱(150)，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用电机动力头或液压马达动力头，且所述第一驱动单元和所述第二驱动单元呈水平对称分布在所述箱体(143)内，所述钻杆(15)包括内杆(151)和外杆(152)，且所述钻杆(15)中的内杆(151)通过齿轮变速箱(150)由所述第一驱动单元提供动力，所述钻杆(15)中的外杆(152)通过齿轮变速箱(150)由所述第二驱动单元提供动力；所述内杆(151)内部所设有的注浆通道(156)的上端与水龙头(158)连通，所述注浆通道(156)的下端与所述钻具(16)底端所设有的喷浆口(164)连通。
2.根据权利要求1所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述齿轮变速箱(150)包括第一主动齿轮(144)、第二主动齿轮(145)、第一从动齿轮(153)和第二从动齿轮(154)，所述第一主动齿轮(144)与所述第一从动齿轮(153)相啮合，且所述第一从动齿轮(153)通过内杆主轴(148)与所述内杆(151)相连接，所述第二主动齿轮(145)与所述第二从动齿轮(154)相啮合，且所述第二从动齿轮(154)通过外杆主轴(149)与所述外杆(152)相连接。
3.根据权利要求2所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用电机动力头时，所述第一驱动单元包括第一减速机(146)和第一电机(141)，所述第二驱动单元包括第二减速机(147)和第二电机(142)，所述第一电机(141)通过所述第一减速机(146)与所述第一主动齿轮(144)相连接，所述第二电机(142)通过所述第二减速机(147)与所述第二主动齿轮(145)相连接，电机与减速机带动主动齿轮各自旋转且方向相同或相反。
4.根据权利要求2所述的多层互剪搅拌钻机，其特征在于：所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均采用液压马达动力头时，所述第一驱动单元包括第一液压马达(200)、第二液压马达(201)、第五减速机(206)、第六减速机(207)和第一驱动转轴(202)，所述第二驱动单元包括第三液压马达(203)、第四液压马达(204)、第三减速机(208)、第四减速机(209)和第二驱动转轴(205)，所述第一液压马达(200)和所述第二液压马达(201)呈上下对称布置，所述第一液压马达(200)与所述第五减速机(206)相连接，所述第二液压马达(201)与所述第六减速机(207)相连接，所述第一驱动转轴(202)安装在所述第五减速机(206)和所述第六减速机(207)之间，且所述第一驱动转轴(202)与所述第一主动齿轮(144)相连接；所述第三液压马达(203)和所述第四液压马达(204...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宁晔，刘钟，文磊，王占丑，张楚福，
申请(专利权)人：浙江坤德创新岩土工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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