專利名稱：一種機(jī)鎖式鉆桿及包括該鉆桿的工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鉆機(jī)的鉆桿技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)鎖式鉆桿；本發(fā)明還涉及 一種包括該機(jī)鎖式鉆桿的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)于樁工機(jī)械尤其是旋挖鉆機(jī)的需求也越來(lái) 越多。 旋挖鉆機(jī)的伸縮式鉆桿是將旋挖鉆機(jī)動(dòng)力頭的扭矩、壓力和主巻揚(yáng)鋼絲繩拉力傳 遞給旋挖鉆機(jī)鉆斗的細(xì)長(zhǎng)桿件，其由多節(jié)鋼管套裝組成。所述多節(jié)鋼管沿共同軸心依次相 對(duì)伸縮，從而改變所述鉆桿的長(zhǎng)度，以適應(yīng)不同的工況條件。鋼管與鋼管之間通過(guò)內(nèi)外鍵傳 遞并承受較大的拉力、壓力、沖擊載荷和扭矩。 請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的機(jī)鎖式鉆桿在理想工作狀態(tài)下的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的機(jī)鎖式鉆桿在現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)鎖式鉆桿，包括一桿鋼管11、及固定連接于一桿鋼管11下端部的 圓周內(nèi)側(cè)的一桿內(nèi)鍵12、二桿鋼管13、及固定連接于二桿鋼管13的圓周外側(cè)的二桿外鍵 14 ;二桿鋼管13通過(guò)一桿內(nèi)鍵12與二桿外鍵14配合可移動(dòng)地套裝于所述一桿鋼管11的 內(nèi)部；一桿鋼管11的下端面與一桿內(nèi)鍵12的下端面大體保持水平。 如圖1所示，在理想的工作狀態(tài)下，當(dāng)一桿鋼管11和二桿鋼管13通過(guò)內(nèi)外鍵傳遞 拉壓力或扭矩時(shí)，一桿鋼管11不會(huì)發(fā)生傾斜。 如圖2所示，在現(xiàn)實(shí)的工作狀態(tài)下，在鉆機(jī)遇到硬地層加壓時(shí)，地面對(duì)鉆桿有向上 的反作用力，這樣就會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)的履帶發(fā)生一定角度的傾斜，同時(shí)鉆機(jī)桅桿由于與鉆機(jī)履 帶垂直，因而也會(huì)發(fā)生一定的傾斜；鉆機(jī)的動(dòng)力頭與桅桿垂直，因而鉆機(jī)動(dòng)力頭同樣會(huì)發(fā)生 傾斜。由于一桿鋼管11與動(dòng)力頭之間只發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)，因而一桿鋼管11也會(huì)發(fā)生一定的 傾斜。 如圖2所示，當(dāng)一桿鋼管11發(fā)生傾斜時(shí)，一桿內(nèi)鍵12隨之發(fā)生傾斜，一桿內(nèi)鍵12 的下端部與二桿鋼管13之間發(fā)生強(qiáng)力接觸，且接觸面積較小，這樣會(huì)導(dǎo)致對(duì)二桿鋼管13的 剪切力增加，同時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，進(jìn)而導(dǎo)致二桿鋼管13比較容易損壞。 圖1和圖2所示的機(jī)鎖式鉆桿為機(jī)鎖式鉆桿的工作示意圖，而在實(shí)際機(jī)鎖式機(jī)鎖 式鉆桿中，在一桿鋼管11的圓周內(nèi)側(cè)，且一桿內(nèi)鍵12的下部進(jìn)一步設(shè)有下圓弧板(圖1和 圖2中未示出)，下圓弧板的下端面與一桿鋼管11的下端面大體保持水平。因而，當(dāng)一桿鋼 管11發(fā)生傾斜，所述下圓弧板隨之發(fā)生傾斜，從而導(dǎo)致所述下圓弧板與二桿鋼管13之間發(fā) 生強(qiáng)力接觸，且接觸面積較小，顯然，同樣會(huì)導(dǎo)致對(duì)二桿鋼管13的剪切力增加，同時(shí)產(chǎn)生應(yīng) 力集中，進(jìn)而導(dǎo)致二桿鋼管13比較容易損壞。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種機(jī)鎖式鉆桿，該機(jī)鎖式鉆桿在一桿鋼管 發(fā)生傾斜時(shí)，能夠避免對(duì)二桿鋼管造成的損壞；本實(shí)用新型另一個(gè)要解決的技術(shù)問(wèn)題為提供一種包括該機(jī)鎖式鉆桿的工程機(jī)械。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種機(jī)鎖式鉆桿，包括一桿鋼管、及固定連 接于所述一桿鋼管下端部的圓周內(nèi)側(cè)的一桿內(nèi)鍵、二桿鋼管、及固定連接于所述二桿鋼管 的圓周外側(cè)的二桿外鍵；所述二桿鋼管通過(guò)所述一桿內(nèi)鍵與所述二桿外鍵配合可移動(dòng)地套 裝于所述一桿鋼管的內(nèi)部；所述一桿鋼管的下端面低于所述一桿內(nèi)鍵的下端面，且二者在 所述一桿鋼管的軸向上具有間距。 優(yōu)選地，所述一桿鋼管的圓周內(nèi)側(cè)且所述一桿內(nèi)鍵的下部進(jìn)一步設(shè)有下圓弧板； 所述一桿鋼管的下端面低于所述下圓弧板的下端面，且二者在所述一桿鋼管的軸向上具有 間距。 優(yōu)選地，所述下圓弧板的下端面所在平面分割所述一桿鋼管形成的一桿上部和一 桿下部中，所述一桿下部的壁厚大于所述一桿上部的壁厚。 優(yōu)選地，所述一桿內(nèi)鍵的下端面所在平面分割所述一桿鋼管形成的一桿上部和一
桿下部中，所述一桿下部的壁厚大于所述一桿上部的壁厚。 優(yōu)選地，所述一桿下部的內(nèi)壁沿所述一桿鋼管的軸向由上往下漸擴(kuò)。 優(yōu)選地，所述一桿下部的內(nèi)壁與所述一桿下部的下端面通過(guò)倒角連接。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種工程機(jī)械，包括上述任一項(xiàng)所述的機(jī)鎖
式鉆桿。 優(yōu)選地，為旋挖鉆機(jī)。 本發(fā)明所提供的機(jī)鎖式鉆桿，包括一桿鋼管、及固定連接于所述一桿鋼管下端部 的圓周內(nèi)側(cè)的一桿內(nèi)鍵、二桿鋼管、及固定連接于所述二桿鋼管的圓周外側(cè)的二桿外鍵；所 述二桿鋼管通過(guò)所述一桿內(nèi)鍵與所述二桿外鍵配合可移動(dòng)地套裝于所述一桿鋼管的內(nèi)部； 所述一桿鋼管的下端面低于所述一桿內(nèi)鍵的下端面，且二者在所述一桿鋼管的軸向上具有 適當(dāng)?shù)拈g距。 在理想的工作狀態(tài)下，當(dāng)一桿鋼管和二桿鋼管通過(guò)內(nèi)外鍵傳遞拉壓力或扭矩時(shí)， 一桿鋼管不會(huì)發(fā)生傾斜，因而不會(huì)對(duì)二桿鋼管造成損壞。 但是在現(xiàn)實(shí)的工作狀態(tài)下，當(dāng)鉆機(jī)工作，由于受到地面的反作用力，導(dǎo)致一桿鋼管 發(fā)生傾斜時(shí)，由于一桿鋼管向下延長(zhǎng)，從而使得一桿鋼管的下端面低于所述一桿內(nèi)鍵的下 端面，且二者在所述一桿鋼管的軸向上具有適當(dāng)?shù)拈g距，因而由原來(lái)的一桿內(nèi)鍵與二桿鋼 管接觸改變?yōu)橐粭U鋼管的下端部與二桿的外鍵接觸，這樣就改變了二桿鋼管所受到剪切力 的位置，顯著削減了對(duì)二桿鋼管的剪切力，從而避免二桿鋼管由于應(yīng)力集中而被折斷。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的機(jī)鎖式鉆桿在理想工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的機(jī)鎖式鉆桿在現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例中機(jī)鎖式鉆桿在理想工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例中機(jī)鎖式鉆桿在現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例中機(jī)鎖式鉆桿在理想工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為圖5中A部位的局部放大圖； 圖7為本發(fā)明另一種實(shí)施例中機(jī)鎖式鉆桿在現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；[0030] 圖8為圖7中B部位的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心是提供一種機(jī)鎖式鉆桿，該機(jī)鎖式鉆桿在一桿鋼管發(fā)生傾斜 時(shí)，能夠避免對(duì)二桿鋼管造成的損壞；本實(shí)用新型另一個(gè)核心為提供一種包括該機(jī)鎖式鉆 桿的工程機(jī)械。 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具 體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參考圖3和圖4，圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例中機(jī)鎖式鉆桿在理想工作狀態(tài)下的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例中機(jī)鎖式鉆桿在現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 在第一種實(shí)施例中，本發(fā)明所提供的機(jī)鎖式鉆桿，包括一桿鋼管21、及固定連接于 一桿鋼管21下端部的圓周內(nèi)側(cè)的一桿內(nèi)鍵22、二桿鋼管23、及固定連接于二桿鋼管23的 圓周外側(cè)的二桿外鍵24 ;二桿鋼管23通過(guò)一桿內(nèi)鍵22與二桿外鍵24配合可移動(dòng)地套裝 于一桿鋼管21的內(nèi)部；一桿鋼管21的下端面低于一桿內(nèi)鍵22的下端面，且二者在一桿鋼 管21的軸向上具有適當(dāng)?shù)拈g距。 如圖3所示，在理想的工作狀態(tài)下，當(dāng)一桿鋼管21和二桿鋼管23通過(guò)內(nèi)外鍵傳遞 拉壓力或扭矩時(shí)，一桿鋼管21不會(huì)發(fā)生傾斜，因而不會(huì)對(duì)二桿鋼管23造成損壞。 如圖4所示，在現(xiàn)實(shí)的工作狀態(tài)下，當(dāng)鉆機(jī)工作，由于受到地面的反作用力，導(dǎo)致 一桿鋼管21發(fā)生傾斜時(shí)，由于一桿鋼管21向下延長(zhǎng)，從而使得一桿鋼管21的下端面低于 所述一桿內(nèi)鍵22的下端面，且二者在一桿鋼管21的軸向上具有適當(dāng)?shù)拈g距，因而由原來(lái)的 一桿內(nèi)鍵22與二桿鋼管23接觸改變?yōu)橐粭U鋼管21的下端部與二桿外鍵24接觸，這樣就 改變了二桿鋼管23所受到剪切力的位置，顯著削減了對(duì)二桿鋼管23的剪切力，從而避免二 桿鋼管23由于應(yīng)力集中而被折斷。 請(qǐng)參考圖4，本發(fā)明的第二種實(shí)施例是在上述第一種實(shí)施例的基礎(chǔ)上作的進(jìn)一步 的改進(jìn)。 在第二種實(shí)施例中，具體地， 一桿內(nèi)鍵21的下端面所在平面分割一桿鋼管21形成
的一桿上部211和一桿下部212中，一桿下部212的壁厚大于一桿上部211的壁厚。 顯然，如圖4所示，在一桿下部212的壁厚加大的情況下，可以減小一桿下部212
與二桿外鍵24之間的間隙，當(dāng)一桿鋼管21發(fā)生傾斜時(shí)，可以使得一桿下部212更易于與二
桿外鍵24接觸，從而更進(jìn)一步減小一桿內(nèi)鍵22與二桿鋼管23之間的剪切力，或者避免一
桿內(nèi)鍵22與二桿鋼管23發(fā)生接觸，進(jìn)而更進(jìn)一步保護(hù)了二桿鋼管23。 此外，還可以對(duì)一桿下部212的內(nèi)壁作進(jìn)一步設(shè)置，具體地，一桿下部212的內(nèi)壁
沿一桿鋼管21的軸向由上往下漸擴(kuò)，漸擴(kuò)的角度與一桿鋼管21發(fā)生傾斜的角度相同，即當(dāng)
一桿鋼管21的傾斜的角度為5。時(shí)，一桿下部212的內(nèi)壁以5。的傾斜角漸擴(kuò)。 當(dāng)一桿鋼管21發(fā)生傾斜時(shí)，一桿下部212隨之傾斜，一桿下部212的內(nèi)壁隨之傾
斜，由于所述內(nèi)壁漸擴(kuò)的角度與一桿鋼管21發(fā)生傾斜的角度相同，因而，所述內(nèi)壁沿一桿
鋼管21的軸向與二桿外鍵24接觸，從而顯著增大了接觸面積，進(jìn)而更進(jìn)一步減少了對(duì)二桿
鋼管23的剪切應(yīng)力。 再者，還可以進(jìn)一步設(shè)置一桿下部212的內(nèi)壁與一桿下部212的下端面通過(guò)倒角連接。 通過(guò)這種方式，可以使得一桿鋼管21與二桿外鍵24之間的接觸由銳性接觸變?yōu)?鈍性接觸，同樣可以更進(jìn)一步減少了二桿鋼管23的剪切應(yīng)力。 請(qǐng)參考圖5、圖6、圖7和圖8，圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例中機(jī)鎖式鉆桿在理想工 作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中A部位的局部放大圖；圖7為本發(fā)明另一種實(shí)施例中 機(jī)鎖式鉆桿在現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7中B部位的局部放大圖。 本發(fā)明的第三種實(shí)施例是在上述第一種實(shí)施例的基礎(chǔ)上作得進(jìn)一步的改進(jìn)。 在第三種實(shí)施例中，一桿鋼管21的圓周內(nèi)側(cè)且一桿內(nèi)鍵22的下部進(jìn)一步設(shè)有下 圓弧板25 ;—桿鋼管21的下端面低于下圓弧板25的下端面，且二者在一桿鋼管21的軸向 上具有適當(dāng)?shù)拈g距。 請(qǐng)同時(shí)參考圖5和圖6，在理想的工作狀態(tài)下，當(dāng)一桿鋼管21和二桿鋼管23通過(guò) 內(nèi)外鍵傳遞拉壓力或扭矩時(shí)，一桿鋼管21不會(huì)發(fā)生傾斜，從而不會(huì)對(duì)二桿鋼管23造成損 壞。 請(qǐng)同時(shí)參考圖7和圖8，在現(xiàn)實(shí)的工作狀態(tài)下，當(dāng)一桿鋼管21發(fā)生傾斜時(shí)，由于一 桿鋼管21向下延長(zhǎng)，從而使得一桿鋼管21的下端面低于下圓弧板25的下端面，且二者在 一桿鋼管21的軸向上具有適當(dāng)?shù)拈g距，因而由原來(lái)的下圓弧板25與二桿鋼管23接觸改變 為一桿鋼管21的下端部與二桿加壓臺(tái)26接觸，這樣就改變了二桿鋼管23所受到剪切力的 位置，顯著削減了對(duì)二桿鋼管23的剪切力，從而避免二桿鋼管23由于應(yīng)力集中而被折斷。 在圖5和圖7中，一桿鋼管的內(nèi)側(cè)具有上圓弧板272，中圓弧板271，一桿鋼管的上 部具有一桿轉(zhuǎn)環(huán)281和一桿擋環(huán)282。 如圖8所示，本發(fā)明的第四種實(shí)施例是在上述第三種實(shí)施例的基礎(chǔ)上作的進(jìn)一步 改進(jìn)。 在第四種實(shí)施例中，下圓弧板25的下端面所在平面分割一桿鋼管21形成的一桿
上部211和一桿下部212中，一桿下部212的壁厚大于一桿上部211的壁厚。 顯然，如圖8所示，在一桿下部212的壁厚加大的情況下，可以減小一桿下部212
與二桿加壓臺(tái)26之間的間隙，當(dāng)一桿鋼管21發(fā)生傾斜時(shí)，可以使得一桿下部212更易于與
二桿加壓臺(tái)26接觸，從而更進(jìn)一步減小下圓弧板25與二桿鋼管23之間的剪切力，或者避
免下圓弧板25與二桿鋼管23發(fā)生接觸，進(jìn)而更進(jìn)一步保護(hù)了二桿鋼管23。 此外，在本實(shí)施例中，同樣可以對(duì)一桿下部212的內(nèi)壁作進(jìn)一步設(shè)置。具體地，一
桿下部212的內(nèi)壁沿一桿鋼管21的軸向由上往下漸擴(kuò)，漸擴(kuò)的角度與一桿鋼管21發(fā)生傾
斜的角度相同，即當(dāng)一桿鋼管21的傾斜的角度為5。時(shí)，一桿下部212的內(nèi)壁以5。的傾斜
角漸擴(kuò)。 當(dāng)一桿鋼管21發(fā)生傾斜時(shí)，一桿下部212隨之傾斜，一桿下部212的內(nèi)壁隨之傾 斜，由于所述內(nèi)壁漸擴(kuò)的角度與一桿鋼管21發(fā)生傾斜的角度相同，因而，所述內(nèi)壁沿一桿 鋼管21的軸向與二桿加壓臺(tái)26接觸，從而顯著增大了接觸面積，進(jìn)而更進(jìn)一步減少了對(duì)二 桿鋼管23的剪切應(yīng)力。 本發(fā)明所提供的工程機(jī)械包括上述任一個(gè)具體實(shí)施例所描述的機(jī)鎖式鉆桿；其他
部分可以參照現(xiàn)有技術(shù)，本文不再展開。 具體地，所述工程機(jī)械為旋挖鉆機(jī)。
6[0057] 以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種機(jī)鎖式鉆桿及包括該鉆桿的工程機(jī)械進(jìn)行了詳 細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例 的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改 進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種機(jī)鎖式鉆桿，包括一桿鋼管(21)、及固定連接于所述一桿鋼管(21)下端部的圓周內(nèi)側(cè)的一桿內(nèi)鍵(22)、二桿鋼管(23)、及固定連接于所述二桿鋼管(23)的圓周外側(cè)的二桿外鍵(24)；所述二桿鋼管(23)通過(guò)所述一桿內(nèi)鍵(22)與所述二桿外鍵(24)配合可移動(dòng)地套裝于所述一桿鋼管(21)的內(nèi)部；其特征在于，所述一桿鋼管(21)的下端面低于所述一桿內(nèi)鍵(22)的下端面，且二者在所述一桿鋼管(21)的軸向上具有間距。
2. 如權(quán)利要求l所述的機(jī)鎖式鉆桿，其特征在于，所述一桿鋼管(21)的圓周內(nèi)側(cè)且所 述一桿內(nèi)鍵(22)的下部進(jìn)一步設(shè)有下圓弧板(25);所述一桿鋼管(21)的下端面低于所述 下圓弧板(25)的下端面，且二者在所述一桿鋼管(21)的軸向上具有間距。
3. 如權(quán)利要求2所述的機(jī)鎖式鉆桿，其特征在于，所述下圓弧板(25)的下端面所在 平面分割所述一桿鋼管(21)形成的一桿上部(211)和一桿下部(212)中，所述一桿下部 (212)的壁厚大于所述一桿上部(211)的壁厚。
4. 如權(quán)利要求l所述的機(jī)鎖式鉆桿，其特征在于，所述一桿內(nèi)鍵(22)的下端面所在 平面分割所述一桿鋼管(21)形成的一桿上部(211)和一桿下部(212)中，所述一桿下部 (212)的壁厚大于所述一桿上部(211)的壁厚。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的機(jī)鎖式鉆桿，其特征在于，所述一桿下部(212)的內(nèi)壁沿所 述一桿鋼管(21)的軸向由上往下漸擴(kuò)。
6. 如權(quán)利要求5所述的機(jī)鎖式鉆桿，其特征在于，所述一桿下部的(21)內(nèi)壁與所述一 桿下部(212)的下端面通過(guò)倒角連接。
7. —種工程機(jī)械，其特征在于，包括權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的機(jī)鎖式鉆桿。
8. 如權(quán)利要求7所述的工程機(jī)械，其特征在于，為旋挖鉆機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)鎖式鉆桿，包括一桿鋼管(21)、及固定連接于所述一桿鋼管(21)下端部的圓周內(nèi)側(cè)的一桿內(nèi)鍵(22)、二桿鋼管(23)、及固定連接于所述二桿鋼管(23)的圓周外側(cè)的二桿外鍵(24)；所述二桿鋼管(23)通過(guò)所述一桿內(nèi)鍵(22)與所述二桿外鍵(24)配合可移動(dòng)地套裝于所述一桿鋼管(21)的內(nèi)部；所述一桿鋼管(21)的下端面低于所述一桿內(nèi)鍵(22)的下端面，且二者在所述一桿鋼管(21)的軸向上具有適當(dāng)?shù)拈g距。該機(jī)鎖式鉆桿在一桿鋼管(21)發(fā)生傾斜時(shí)，能夠避免對(duì)二桿鋼管(23)造成的損壞。本實(shí)用新型還公開了一種包括上述機(jī)鎖式鉆桿的工程機(jī)械，該工程機(jī)械具體可以為旋挖鉆機(jī)。
文檔編號(hào)E21B3/00GK201535140SQ200920222818
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者向丹, 黎中銀 申請(qǐng)人:北京市三一重機(jī)有限公司