專利名稱：用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭和帶有單動力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攪拌頭和攪拌樁機(jī)，尤其是用于軟弱地基的單動力雙 向多層攪拌頭和帶有單動力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)。
技術(shù)背景在鐵路、公路、建筑、市政、水利、港口工程的攪拌樁施工中，樁機(jī) 成樁通常采用鉆頭單方向旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、攪拌，成樁，出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，效率低、 質(zhì)量不易保證。最近有文獻(xiàn)表明采用雙電機(jī)、雙鉆桿雙向鉆進(jìn)、攪拌，雖 然提高了鉆進(jìn)效率與成樁質(zhì)量，但需要改造或重新制造樁機(jī)，成本高?，F(xiàn)有樁機(jī)單方向旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、攪拌，效率低、質(zhì)量不易保證。而雙電機(jī)、 雙鉆桿需要改造或重新制造樁機(jī)，成本昂貴。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于軟弱地基的單動力雙向 多層攪拌頭和帶有單動力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，攪拌頭可以直接安 裝在現(xiàn)有的樁機(jī)上。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種用于軟弱地 基的單動力雙向多層攪拌頭，包括與樁機(jī)電機(jī)帶動的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤， 位于聯(lián)結(jié)盤下方的葉片套，連接在葉片套外部側(cè)面的多個多層鉆頭葉片和 位于底部的前鉆頭，還包括改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī) 構(gòu)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動軸上端與上部葉片套相連，傳動軸下端與另一下 部葉片套相連；在上部葉片套、下部葉片套和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的被動齒輪上 分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)上連接有與鉆頭葉片平行 的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反向推力板；反向推 力板比鉆頭葉片長。所述的上部葉片套通過螺栓與上部連接套連接，上部連接套通過內(nèi)花 鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動軸上端連接，下部葉片套通過螺栓與下部連接套 連接，下部連接套通過內(nèi)花鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動軸下端連接。
所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)由主動齒輪、小傘輪、被動齒輪、支撐套和起傳 動軸作用的花鍵軸構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系，所述的反向推力板焊接在支撐套上。 采用多組周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)依次連接在一起。所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)為2組。所述的前鉆頭直徑大于葉片套端面直徑。所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)為錐齒或直齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)。一種帶有單動力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，包括鉆桿、動力頭、樁 架、攪拌罐、泥漿泵和連接在鉆桿下部的攪拌頭，攪拌頭包括與樁機(jī)電機(jī) 帶動的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤，位于聯(lián)結(jié)盤下方的葉片套，連接在葉片套外部 側(cè)面的多個多層鉆頭葉片、位于底部的前鉆頭和改變不同層的鉆頭葉片旋 轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動軸上端與上部葉片套相連， 傳動軸下端與另一下部葉片套相連；在上部葉片套、下部葉片套和周轉(zhuǎn)輪 系機(jī)構(gòu)的被動齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)上連 接有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的 反向推力板；反向推力板鉆頭葉片長。本發(fā)明的有益效果是1) 正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)攪拌效率高，使功效提高一倍以上。2) 攪拌頭旋轉(zhuǎn)，帶動多組攪拌葉片同時雙向旋轉(zhuǎn)，能夠保證水泥漿在 樁體中的摻入量，不會出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象；能夠保證樁身水泥土充分?jǐn)嚢杈鶆颍?確保成樁質(zhì)量和樁身質(zhì)量。3) 錐齒或直齒機(jī)構(gòu)簡單，外形尺寸小，傳動效率高，壽命長。4) 不需改造原有樁機(jī)或制造新樁機(jī)，降低成本。5) 前鉆頭擴(kuò)鉆減少阻力。


圖1是本發(fā)明的用于軟弱地基的單動力一組3層正反轉(zhuǎn)攪拌頭結(jié)構(gòu)圖。圖2是周轉(zhuǎn)輪系的原理圖。圖3是本發(fā)明的原理圖。圖4是本發(fā)明用于軟弱地基的單動力兩組4層正反正反轉(zhuǎn)攪拌頭結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明 本發(fā)明的樁機(jī)工作原理與現(xiàn)有技術(shù)是相同的，所以不再敘述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同點是攪拌頭結(jié)構(gòu)不同，下面進(jìn)行詳細(xì)的說明實施例l 一組3層正反轉(zhuǎn)攪拌頭如圖l所示，本發(fā)明實施例的用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，包括與樁機(jī)電機(jī)帶動的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤1，位于聯(lián)結(jié)盤1下方的上部葉片套31和位于底部的前鉆頭22，還包括改變不同層鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn) 輪系機(jī)構(gòu)40，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的傳動軸上端與上部葉片套31相連，傳動 軸下端與另一下部葉片套21相連；在上部葉片套31、下部葉片套21和錐 齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的被動齒輪11上分別焊接有一組第3層鉆頭葉片27、 第1層鉆頭葉片23和第2層鉆頭葉片26;在錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40上連接 有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反 向推力板24;反向推力板24比鉆頭葉片長C。所述的錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40由主動齒輪18、小傘輪15、被動齒輪11、 支撐套14和起傳動軸作用的花鍵軸2構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪系，所述的反向推力板24 焊接在支撐套14上，所述的上部葉片套31通過螺栓5與上部連接套4連 接，上部連接套4通過內(nèi)花鍵與錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的起傳動軸作用的花 鍵軸2上端連接，下部葉片套21通過螺栓35與下部連接套20連接，下部 連接套20通過內(nèi)花鍵與錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的花鍵軸2下端連接。前鉆頭22直徑大于葉片套端面直徑，達(dá)到了減小鉆進(jìn)阻力目的。下面對本發(fā)明的具體過程進(jìn)行詳細(xì)說明反向推力板24插入到樁周土中，樁機(jī)電機(jī)帶動鉆桿正向旋轉(zhuǎn)，鉆桿與 聯(lián)接盤1聯(lián)接，因第3層鉆頭葉片27焊接在聯(lián)接盤1下的上部葉片套31 的外壁上，實現(xiàn)第3層鉆頭葉片27正轉(zhuǎn)，上部葉片套31通過螺栓5與上 部連接套4連接起來，上部連接套4通過內(nèi)花鍵與花鍵軸2連接，并用螺 母3鎖緊固定?；ㄦI軸2將運動傳給主動齒輪18，主動齒輪18傳給小傘輪 15 (中間介輪)，小傘輪15又將運動傳給被動齒輪11，此時由主動齒輪 18、小傘輪15、被動齒輪11及支撐套14和花鍵軸2，就構(gòu)成了一個周轉(zhuǎn) 輪系，簡化原理如圖2、 3，后面具體說明。反向推力板焊接在支撐套14上， 用反向推力板24固定支撐套14，使被動齒輪ll反轉(zhuǎn)，第2層鉆頭葉片26
焊接在被動齒輪ll上，完成反轉(zhuǎn)。花鍵軸2將動力傳給主動齒輪18，同時 也將動力傳給下部連接套20，下部連接套20通過螺栓與焊有第1層鉆頭葉 片23的下部葉片套21連接成一體，并用螺母28鎖緊，實現(xiàn)第l層鉆頭葉 片23正轉(zhuǎn)。圖中6、 7、 12為0型密封圈，起到密封錐齒周轉(zhuǎn)輪系作用， 他們能夠使軸承IO、 19、 29,主動齒輪18、小傘輪15、被動齒輪ll在良 好條件下工作，延長整個攪拌頭的壽命。螺釘8、 38、 48起固定端蓋9、 13、 33的作用，端蓋9、 13、 33固定軸承10、 19、 29外圈，軸承10內(nèi)圈由上 部聯(lián)結(jié)套4固定，軸承19內(nèi)圈由被動齒輪11和主動齒輪18臺階固定，軸 承19、 29固定支撐套14，軸承10與位于上方的軸承19固定支撐被動齒輪 11。軸16旋入支撐套14，利用凸出部分固定支撐小傘輪15,繞其旋轉(zhuǎn)。 為減小整個機(jī)構(gòu)前端豎直向下鉆進(jìn)的阻力，前鉆頭22的直徑大于葉片套端 面直徑，達(dá)到了減小鉆進(jìn)阻力目的。由于周轉(zhuǎn)輪系為本領(lǐng)域的通用機(jī)構(gòu)，在此不多敘述。 上述實施例中第3層鉆頭葉片27、第2層鉆頭葉片26和第1層鉆頭葉 片23分別進(jìn)行正、反、正的旋轉(zhuǎn)。如果在上述上部葉片套31、下部葉片套21和錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)40的 被動齒輪11上分別焊接有兩組鉆頭葉片，那么6個鉆頭葉片從上到下依次 為正正、反反、正正的旋轉(zhuǎn)。所以通過鉆頭葉片組數(shù)的不同，可以進(jìn)行多 種組合。本發(fā)明的單動力雙向轉(zhuǎn)動多層攪拌頭工作原理如下圖2為結(jié)構(gòu)原理簡圖，該周轉(zhuǎn)輪系具有兩個自由度， 一般需要給定兩 個構(gòu)件以獨立的運動，否則是不確定的運動，若將構(gòu)件103固定，變成行 星輪系，若將構(gòu)件102固定變成定軸輪系。如圖3所示，在行星架H (相當(dāng)于實施例1中的支撐套14)上裝反向 推力板24固定H，反向推力板24插入在樁周土 105中。反向推力板24直 徑大于鉆頭葉片23直徑差C部分插于未松動土壤或泥漿處起固定支撐作 用，使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系，如圖，此時IOI， 103傳動比數(shù)值為1: 1。 圖中的Z表示正轉(zhuǎn)，F(xiàn)表示反轉(zhuǎn)。 實施例2兩組4層正反正反轉(zhuǎn)攪拌頭如圖4所示，本實施例與實施例1的不同點在于，將二組錐齒周轉(zhuǎn)輪
系40用連接套25連接起來，并且在上部葉片套31上沒有焊接鉆頭葉片， 從下往上的4個鉆頭葉片達(dá)到正反正反轉(zhuǎn)動組合目的。
具體實施方式
與圖1 相同，不再贅述。當(dāng)然，可以通過多個錐齒周轉(zhuǎn)輪系40的組合，達(dá)到多個正反正反的組合。上述實施例以錐齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)為例，當(dāng)然，采用直齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu) 也可以。本發(fā)明的單動力雙向多層攪拌頭安裝在現(xiàn)有的攪拌樁機(jī)樁機(jī)上，攪拌 樁機(jī)包括鉆桿、動力頭、樁架、攪拌罐、泥漿泵等，由于攪拌樁機(jī)為現(xiàn)有 設(shè)備，不再贅述。本發(fā)明利用反向推力板插入樁周土中，將周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)變成定軸輪系 機(jī)構(gòu)從而實現(xiàn)鉆頭正、反轉(zhuǎn)雙向旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、攪拌。由于本發(fā)明只是改變了 下部攪拌頭的結(jié)構(gòu)，仍然采用單動力，在不改變原有攪拌樁樁機(jī)結(jié)構(gòu)及操作方法條件下，實現(xiàn)樁機(jī)鉆頭正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)與攪拌；提高成樁速度與 成樁質(zhì)量。并且利用反向推力板插入樁周土中，通過軟固定的方式，實現(xiàn) 鉆頭葉片正反旋轉(zhuǎn)。直接安裝到原有樁機(jī)上，降低成本，并且能夠保證水 泥漿在樁體中的摻入量，不會出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，保證樁身水泥土充分?jǐn)嚢杈?勻，確保成樁質(zhì)量和樁身質(zhì)量。正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)攪拌效率高，使功效提 高。綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，相同領(lǐng)域內(nèi)的 有識之士可以在本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)可以輕易提出其他的實施例， 但這種實施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，包括與樁機(jī)電機(jī)帶動的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤(1)，位于聯(lián)結(jié)盤(1)下方的葉片套，連接在葉片套外部側(cè)面的多個多層鉆頭葉片和位于底部的前鉆頭(22)，其特征在于，還包括改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的傳動軸上端與上部葉片套(31)相連，傳動軸下端與另一下部葉片套(21)相連；在上部葉片套(31)、下部葉片套(21)和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的被動齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)上連接有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反向推力板(24)；反向推力板(24)比鉆頭葉片長。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的上部葉片套(31)通過螺栓(5)與上部連接套(4)連 接，上部連接套(4)通過內(nèi)花鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的傳動軸上端連接， 下部葉片套(21)'通過螺栓(35)與下部連接套(20)連接，下部連接套(20)通過內(nèi)花鍵與周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)的傳動軸下端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)由主動齒輪(18)、小傘輪(15)、 被動齒輪(11)、支撐套(14)和起傳動軸作用的花鍵軸(2)構(gòu)成周轉(zhuǎn)輪 系，所述的反向推力板(24)焊接在支撐套(14)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，采用多組周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)依次連接在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)為2組。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的前鉆頭(22)直徑大于葉片套端面直徑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭，其 特征在于，所述的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)為錐齒或直齒周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)。
8、 一種帶有單動力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，包括鉆桿、動力頭、 樁架、攪拌罐、泥漿泵和連接在鉆桿下部的攪拌頭，其特征在于，攪拌頭 包括與樁機(jī)電機(jī)帶動的鉆桿連接的聯(lián)結(jié)盤(1)，位于聯(lián)結(jié)盤(1)下方的葉 片套，連接在葉片套外部側(cè)面的多個多層鉆頭葉片、位于底部的前鉆頭(22) 和改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)，周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu) (40)的傳動軸上端與上部葉片套(31)相連，傳動軸下端與另一下部葉片套(21)相連；在上部葉片套(31)、下部葉片套(21)和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu) (40)的被動齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)(40)上連接有與鉆頭葉片平行的、使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的、插入到樁周土中的反向推力板(24);反向推力板(24)比鉆頭葉片長。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于軟弱地基的單動力雙向多層攪拌頭和帶有單動力雙向多層攪拌頭的攪拌樁機(jī)，包括聯(lián)結(jié)盤、葉片套、鉆頭葉片、前鉆頭，上部葉片套與改變不同層的鉆頭葉片旋轉(zhuǎn)方向的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的傳動軸上端相聯(lián)，傳動軸下端與另一下部葉片套相連；在上部葉片套、下部葉片套和周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)的被動齒輪上分別焊接有至少一組鉆頭葉片；在周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)上連接有與鉆頭葉片平行的，使周轉(zhuǎn)輪系變成定軸輪系的，插入到樁周土中的反向推力板。在不改變原有攪拌樁樁機(jī)結(jié)構(gòu)及操作方法條件下，實現(xiàn)樁機(jī)鉆頭正、反轉(zhuǎn)雙向鉆進(jìn)與攪拌；提高成樁速度與成樁質(zhì)量。
文檔編號E02D7/00GK101158158SQ200710150209
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者任作偉, 孫明智, 宋緒國, 張千里, 徐玉杰 申請人:徐玉杰;宋緒國;張千里;孫明智