全套管回转钻机套管夹紧装置的制作方法

1.本技术涉及工程机械的领域，特别是涉及一种全套管回转钻机套管夹紧装置。


背景技术：

2.全套管钻机又称贝诺特钻机，是由法国贝诺特公司于二十世纪五十年代初开发和研制而成。全套管钻机在成孔过程中采用钢套管护壁，具有成桩质量好、无泥浆污染、绿色环保、减少混凝土充盈系数等特点。能有效解决城市高填方、喀斯特地貌采用普通工法进行灌注桩施工时出现的塌孔、缩颈、充盈系数高等问题。目前在桥梁、建筑、石油化工等建设领域都有应用。
3.公告号为cn202745736u的中国专利公开了一种全套管全回转钻机用套管夹紧装置，楔块通过连杆与回转支承外圈连接，回转支承内圈与传动箱连接；变径隔套为扇形弧板，弧板内圆半径与套管的外圆半径相等。变径隔套的外弧面通过螺栓安装在楔块内侧；液压马达通过传动箱与减速机带动锅锥。夹紧油缸为四只，四只夹紧油缸将升降底座和传动箱连接在一起。四只夹紧油缸等圆周均布在升降底座上。楔块、连杆、和变径隔套组成的夹紧机构均设有六组，六组夹紧机构沿套管周缘分布。连杆与支架铰接，支架上端通过螺栓固定在回转支承外圈上。连杆下端通过铰接轴与楔块铰接，夹紧油缸的活塞杆通过支架与升降底座连接，夹紧油缸的缸体与传动箱连接。工作时，夹紧油缸的活塞杆伸长，缸体推动传动箱、连杆和楔块上移，此时楔块的斜面脱离锅锥斜面的限制，变径隔套在楔块带动下自动向外移动与套管脱离。将套管放入六只变径隔套之间，向夹紧油缸的有杆腔同步送入高压油，夹紧油缸的活塞杆回缩，缸体拉动传动箱、连杆、楔块和变径隔套下移，在下行的过程中，楔块的斜面在锅锥斜面的限制下和变径隔套同时内移，变径隔套内弧面逐渐接近套管的外壁，直至达到设定的夹紧状态。然后，液压马达带动上回转支撑外圈转动，上回转支撑外圈通过连杆带动楔块和锅锥，变径隔套带动套管进行切削钻进。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为在套管的钻进过程中，为了配合套管的钻进，升降底座需要向上移动。升降底座向上移动时，变径隔套需要暂时取消对套管的夹持，此时套管为自由状态，容易在地层中发生下沉和偏移，对施工质量造成影响。


技术实现要素：

5.为了改善升降底座向上移动时，套管容易在地层中发生下沉和偏移，对施工质量造成影响的缺陷，本技术提供一种全套管回转钻机套管夹紧装置。
6.本技术提供的一种全套管回转钻机套管夹紧装置，采用如下的技术方案得出：
7.一种全套管回转钻机套管夹紧装置，包括底座，所述底座下方设有多个支脚，所述支脚靠近底座的一侧固定连接有第一液压缸，所述第一液压缸的输出端与底座固定连接，所述底座背离支脚的一侧转动连接有转盘，所述底座内开设有空腔，所述底座上转动连接有转动杆，所述转动杆的一端穿设进空腔，另一端伸到所述底座上方，所述转动杆伸到底座上方的一侧同轴连接有传动齿轮，所述转盘沿周缘设有卡齿，所述传动齿轮与卡齿啮合，所
述空腔内固定连接有用于驱动转动杆转动的电机，所述底座上开设有供套管穿设的第一连通口，所述转盘上开设有供套管穿设的第二连通口；
8.所述底座上设有两组第一气缸，两组所述第一气缸沿第二连通口的径向相对设置，所述第一气缸的输出端固定连接有第一弧形夹板，所述转盘上固定连接有两组第二液压缸，两组所述第二液压缸沿第二连通口的径向相对设置，所述第二液压缸垂直于转盘，所述第二液压缸远离转盘的一端设有第二气缸，且所述第二气缸的输出端固定连接有第二弧形夹板。
9.通过上述技术方案，工作时，操作者通过第一液压缸对底座的位置进行调整，直到底座处于水平状态，然后，操作者将套管依次穿设过第二连通口与第一连通口，并使套管与地面抵触。然后，第二气缸推动第二弧形夹板，第二弧形夹板靠近套管，直到与套管的外壁抵触，两个第二弧形夹板共同对套管进行夹持。然后，电机带动转动杆和传动齿轮转动，传动齿轮通过卡齿带动转盘转动，第二液压缸与第二气缸随转盘转动。第二气缸通过第二弧形夹片与套管外侧壁之间的摩擦力带动套管，使套管与转盘同轴转动。同时，第二液压缸带动第二气缸下降，并通过第二弧形夹片对套管施加向下的作用力，套管底部的刀头在旋转的同时下压，对地层进行切削作业。当第二液压缸无法继续下降后，第一气缸推动第一弧形夹片，第一弧形夹片朝向套管移动，直到与套管的外侧壁抵触，两个第一弧形夹片共同将套管夹持住。然后，第二气缸再带动第二弧形夹片，使第二弧形夹片远离套管。此时，套管的位置被第一弧形夹片限制住，从而减少了套管下沉或发生偏移的可能，有利于增强套管的稳定性。然后，第二液压缸的输出端伸长，第二气缸推动第二弧形夹片，使弧形夹片将套管更靠上的部分夹持住，第一弧形夹片再远离套管。通过第二气缸的多次升降，套管最终埋设到地下的指定深度处。
10.优选的：所述转盘上固定连接有两个支架，两个所述支架沿第二连通口的径向相对设置，所述支架上设有弧形刮刀，所述弧形刮刀刀口的位置与第二连通口上下对应。
11.通过上述技术方案，当施工结束时，套管的外侧壁上附带有泥土，刮刀能够刮去套管上的泥土，减少了泥土粘附在套管上，使得套管的外径变大，对套管的后续使用造成影响的可能。
12.优选的：所述支架沿长度方向开设有插槽，所述插槽的两端贯通设置，所述弧形刮刀朝向支架的一侧固定连接有插板，所述插板与插槽插接配合。
13.通过上述技术方案，刮刀出现损坏时，操作者沿着滑槽移动刮刀即可将刮刀取下并进行更换，提高了操作的便捷度。
14.优选的：所述支架的两端均转动连接有挡条，两个所述挡条分别将插槽两端的端口封堵住。
15.通过上述技术方案，套管在转动时将会沿水平方向对刮刀施加推力，此时，挡条对刮板进行限位，使刮板的位置固定在插槽内，从而减少了刮刀与支架脱离的可能。
16.优选的：所述第一弧形夹板上设有调节组件，所述调节组件包括多个活动杆，多个所述活动杆均沿第二连通口的径向穿设过第一弧形夹板，且多个所述活动杆间隔设置，所述活动杆靠近第二连通口的一端固定连接有弧形挡块，所述活动杆远离第二连通口的一端固定连接有限位块，所述活动杆上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与第一弧形夹板靠近弧形挡块的一侧固定连接，另一端与所述弧形挡块靠近第一弧形夹板的一侧固定连
接，所述第二弧形夹板上的调节组件与第一弧形夹板上的相同。
17.通过上述技术方案，弧形挡块接触套管后，套管将通过弧形挡块推动活动杆，多个活动杆能够根据不同套管的直径改变位置，适应不同直径的套管。压缩弹簧张紧在弧形挡块和第一弧形夹板之间，使弧形挡块保持位置的稳定，限位块对活动杆进行限位，减少活动杆脱离的可能。工作时，无需更换第一弧形夹片和第二弧形夹片即可对多种不同直径的套管进行夹持，增加了操作的便捷度。
18.优选的：所述弧形挡块具有磁性。
19.通过上述技术方案，弧形挡块能与铁制套管吸合，并对套管施加压力，从而增加了对套管的摩擦力，增加了夹持套管时的稳定性。
20.优选的：所述弧形挡块背离活动杆的一侧固定连接有弹性垫片。
21.通过上述技术方案，弹性垫片能够适应套管表面的形状，增加对套管进行夹持时的夹持面积，增大弹性垫片与套管之间的摩擦力，从而进一步增加弧形挡块夹持套管时的稳定性。
22.优选的：所述支脚背离底座的一侧固定连接有多个定位柱。
23.通过上述技术方案，定位柱能够在水平方向对支脚进行限位，当作业机械伸进套管内对地层进行挖掘时，定位柱能够减少作业机械的振动通过地层传递到支脚处，造成支脚偏移的可能，增强了支脚的稳定性。
24.优选的：所述定位柱内穿设有螺纹杆，所述螺纹杆与定位柱螺纹配合，所述螺纹杆穿设过定位柱，并伸到所述定位柱下方。
25.通过上述技术方案，螺纹杆增大了定位柱与地层的接触面积，并在竖直方向上对定位柱进行限位，减少了定位柱与支脚因承重而发生下陷的可能。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
27.1.工作时，当第二液压缸无法继续下降后，第二气缸带动第二弧形夹板，使第二弧形夹板远离套管。第一气缸推动第一弧形夹板，使第一弧形夹板代替第二弧形夹板对套管进行夹持，然后第二液压缸再带动第二气缸上升，减少了在第二气缸上升的过程中套管因处于自由状态而下沉或发生偏移的可能，增加了埋设套管时的精确度；
28.2.工作时，弧形夹块接触套管的外侧壁之后，能够自动适应套管的尺寸，并推动活动杆，最终通过压缩弹簧保持位置的稳定，实现对不同尺寸的套管的夹持，提高了操作的便捷度。
附图说明
29.图1是本技术实施例的全套管回转钻机套管夹紧装置的整体结构示意图。
30.图2是本技术实施例的全套管回转钻机套管夹紧装置的内部结构示意图。
31.图3是图2中a部的放大图。
32.图4是本技术实施例的用于展示插板与插槽配合关系的结构示意图。
33.附图标记：1、底座；2、支脚；3、第一液压缸；4、转盘；5、第一连通口；6、第二连通口；7、空腔；8、转动杆；9、电机；10、减速器；11、第一锥齿轮；12、第二锥齿轮；13、传动齿轮；14、卡齿；15、第一气缸；16、第一弧形夹板；17、调节组件；171、活动杆；18、支座；19、第二液压缸；20、升降头；21、第二气缸；22、第二弧形夹板；23、限位块；24、弧形挡块；25、弹性垫片；
26、压缩弹簧；27、支架；28、插槽；29、弧形刮刀；30、插板；31、挡条；32、定位柱；33、螺纹杆；34、固定块。
具体实施方式
34.以下结合附图1
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4对本技术作进一步详细说明。
35.本技术实施例公开了一种全套管回转钻机套管夹紧装置。参照图1和图2，全套管回转钻机套管夹紧装置包括底座1，底座1下方设有四个支脚2，支脚2上穿设有四个定位柱32，定位柱32与支脚2固定连接。定位柱32内自上而下穿设并螺纹连接有螺纹杆33，螺纹杆33远离底座1的一端伸到定位柱32下方。工作时，作业机械伸进套管内进行操作，操作时伴随有较大的振动。当振动通过地层传导到支脚2处时，定位柱32能够在水平方向上进行限位，减少因作业机械的振动使得支脚2发生抖动的可能。螺纹杆33能够增加与地层的接触面积，从而在竖直方向上对定位柱32以及支脚2进行限位，减小支脚2由于承重而下陷的程度，提高了支脚2对底座1进行支撑时的稳定性。
36.参照图1和图2，支脚2上固定连接有第一液压缸3，第一液压缸3的输出端与底座1靠近支脚2的一侧固定连接。底座1背离支脚2的一侧转动连接有转盘4，底座1上同轴开设有第一连通口5，转盘4上同轴开设有第二连通口6，第一连通口5和第二连通口6上下对应连通。底座1内开设有空腔7，空腔7与第一连通口5间隔设置。底座1上转动连接有转动杆8，转动杆8的一端穿设进空腔7，另一端伸到底座1上方。空腔7内固定连接有电机9和减速器10，电机9的输出端与减速器10的输入端连接，减速器10的输出端同轴连接有第一锥齿轮11，转动杆8穿设进空腔7的部分同轴连接有第二锥齿轮12，第一锥齿轮11与第二锥齿轮12啮合。转动杆8伸到底座1上方的一端同轴连接有传动齿轮13，转盘4沿周缘设有卡齿14，传动齿轮13与卡齿14啮合。
37.参照图1和图2，底座1朝向转盘4的一侧固定连接有两个支座18，两个支座18沿第二连通口6的径向间隔设置，两个支座18上均固定连接有两个第一气缸15。同一个支座18上的两个第一气缸15间隔设置。第一气缸15平行于转盘4的平面，且朝向第二连通口6设置，两个第一气缸15的输出端共同固定连接有第一弧形夹板16，第一弧形夹板16上设有调节组件17。转盘4上固定连接有两组第二液压缸19，一组第二液压缸19包括两个第二液压缸19。两组第二液压缸19沿第二连通口6的径向对称分布，且一组的两个第二液压缸19间隔设置，一组的两个第二液压缸19之间设有固定块34，固定块34与转盘4固定连接，一组的两个第二液压缸19共同与固定块34远离转盘的一端固定连接，以增加第二液压缸19的稳定性。两组第二液压缸19上方均设有升降头20，一组的两个第二液压缸19的输出端共同与升降头20固定连接。升降头20上固定连接有两个第二气缸21，两个第二气缸21的输出端共同固定连接有第二弧形夹板22，两个第二弧形夹板22沿第二连通口6的径向相对设置，第二弧形夹板22上也设有与第一弧形夹板16相同的调节组件17。
38.参照图1和图2，工作时，操作者通过第一液压缸3调整底座1，直到底座1处于水平状态。然后，套管向下移动，并依次穿设过第二连通口6与第一连通口5，直到套管底端的刀头与地面抵触。接着，第二气缸21推动第二弧形夹板22，第二弧形夹板22朝向套管移动，并通过调节组件17与套管抵触，两个第二弧形夹板22共同将套管夹持住。然后，电机9通过减速器10带动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11通过第二锥齿轮12带动转动杆8和传动齿轮
13转动，传动齿轮13通过卡齿14带动转盘4转动，转盘4通过支座18带动第二液压缸19转动，第二液压缸19通过升降头20带动第二气缸21和第二弧形夹板22转动，第二弧形夹板22通过调节组件17带动套管转动。同时，第二液压缸19带动升降头20下降，套管通过刀头对地层进行切削，并向下移动。
39.参照图1和图2，当第二液压缸19的输出端无法继续缩回时，电机9停止带动套管转动，然后第一气缸15推动第一弧形夹板16，使第一弧形夹板16接近套管，并通过调节组件17将套管夹持住。接着，第二气缸21带动第二弧形夹板22，第二弧形夹板22远离套管，第二液压缸19推动升降头20上升。此时，由于第一弧形夹板16对套管进行夹持，因此减少了套管下沉或发生偏移的可能，增加了套管的稳定性。升降头20上升一段距离后，第二气缸21推动第二弧形夹板22，第二弧形夹板22重新对套管进行夹持。此后，第一气缸15带动第一弧形夹板16，第一弧形夹板16远离套管，电机9再次带动套管转动，套管底端的刀头继续在地层内切割钻进。第二液压缸19按照同样的方法多次往复伸缩，最终将套管埋设到指定的深度。
40.参照图2和图3，调节组件17包括活动杆171，两个第一弧形夹板16上的活动杆171均设为三个，三个活动杆171均沿第二连通口6的径向穿设过第一弧形夹板16，且三个活动杆171间隔设置。活动杆171远离第二连通口6的一端固定连接有限位块23，活动杆171靠近第二连通口6的一端固定连接有弧形挡块24，弧形挡块24具有磁性。活动杆171上套设有压缩弹簧26，压缩弹簧26的一端与弧形挡块24朝向第一弧形夹板16的一侧固定连接，另一端与第一弧形夹板16朝向弧形挡块24的一端固定连接。弧形挡块24背离活动杆171的一侧固定连接有弹性垫片25，弹性垫片25为橡胶材质。
41.参照图2和图3，工作时，弧形挡块24通过弹性垫片25与套管接触之后，将使弹性垫片25发生变形。同时，弧形挡块24推动活动杆171，将压缩弹簧26压缩，最终在压缩弹簧26的作用下将套管的外侧壁抵紧。限位块23能够对活动杆171进行限位，减少活动杆171脱离的可能。当对不同直径的套管进行夹持时，三个活动杆171均能在压缩弹簧26的作用下调整与套管的距离，并通过弹性垫片25的变形适应不同尺寸的套管。弹性垫片25发生变形后能够增大与套管外侧壁的接触面积，从而增加与套管之间的摩擦力，提高对套管进行夹持时的稳定性。弧形挡块24能够与铁制套管吸合，对弹性垫片25提供额外的压力，进一步增大弹性垫片25与套管外侧壁之间的摩擦力。
42.参照图2和图4，转盘4上固定连接有两个支架27，两个支架27对称分布在套管两侧，两个支架27上均沿水平方向开设有插槽28，插槽28的两端贯通设置。套管外侧设有两个弧形刮刀29，弧形刮刀29的刀口设为半圆形缺口。弧形刮刀29的两侧固定连接有两个插板30，插板30的长度为插槽28的一半，两个插板30分别与两个插槽28插接配合，弧形刮刀29的刀口与套管贴合，且两个弧形刮刀29相对设置。支架27两端均转动连接有一个挡条31，两个挡条31分别将插槽28两端的端口封堵住，挡条31的另一端与支架27通过螺栓连接。
43.参照图2和图4，拔出套管时，随着套管的上升，弧形刮刀29将套管的外侧壁上附着的泥土刮除，减少泥土附着在套管的表面，使操作者清理套管的难度增加的可能。挡条31能够对插板30进行限位，使弧形刮刀29的位置保持固定，减少套管在转动时带动弧形刮刀29，使弧形刮刀29与套管的间距增大，对弧形刮刀29的正常工作造成影响的可能。当刀头损坏时，操作者将螺栓取下并转动挡条31，再沿插槽28抽出插板30，将新的弧形刮刀29的插板30插进插槽28，最后将挡条31与支架27重新通过螺栓固定住，无需拆除整个支架27即可实现
弧形刮刀29的更换，提高了操作的便捷度。
44.本技术实施例一种全套管回转钻机套管夹紧装置的实施原理为：工作之前，操作者将定位柱32埋设进地面，工作时，操作者将套管依次穿设过第二连通口6与第一连通口5，直到套管底部的刀头与地面抵触。然后，第二弧形夹板22上的弧形挡块24在压缩弹簧26的作用下，通过弹性垫片25与套管的外侧壁抵触，活动杆171根据套管的直径改变位置，活动杆171通过改变位置可以使弧形挡块24适应不同直径的套管。然后，电机9带动转盘4转动，转盘4带动套管，使套管与转盘4同步转动。第二液压缸19向下带动套管，套管的刀头在旋转过程中对地层进行切削，并逐渐深入地层。当第二液压缸19的输出端无法继续缩回时，转盘4停止转动，第一弧形夹板16将套管夹持住，第二弧形夹板22取消对套管的夹持，并随着第二液压缸19的输出端上升。此过程中，第二弧形夹板22减少了套管发生下沉或者偏转的可能，增加了对套管进行夹持时的稳定性。第二液压缸19的输出端升起后，第二弧形夹板22再次对套管进行夹持，第一弧形夹板16取消对套管的夹持，转盘4再次开始转动，第二液压缸19继续带动套管下降。按照同样的方式多次循环之后，套管最终被埋设到指定的深度位置处。施工结束后，回收套管时，弧形刮刀29对套管的外侧壁进行清理，减少了操作者清理套管时的难度。挡条31对弧形刮刀29进行限位，减少了弧形刮刀29被套管带动，发生偏移的可能。当弧形刮刀29损坏时，操作者转动挡条31，即可沿插槽28取下弧形刮刀29，对弧形刮刀29进行更换。
45.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。