冲抓斗钻孔机的发展概述
哈尔滨建筑大学 赵伟民 顾迪民 陆念力
吉林工业大学 诸文农
冲抓斗钻孔机为法国开发, 由于在施工时使用了套管做护筒, 所以又称全套管冲抓斗钻孔机( 如图1) 。
冲抓斗钻孔机工作装置由冲抓斗和套管装置组成。冲抓斗由冲抓瓣、冲抓斗体、配重、定位器等组成, 冲抓瓣靠配重作用保持开启状态; 靠钢绳、滑轮提升时关闭; 靠定位器卸料。冲抓斗根据施工桩径和斗容量分为双瓣式和三瓣式( 见图2) 。冲抓瓣由耐磨高强度铸钢铸成, 它是靠落差冲击取土。冲抓斗按其抓片的张闭导向形式分为内导向( 图2a) 和外导向( 图2b) 两种。
工作时, 开动卷扬, 稍提升斗体, 使冠帽卡爪在平衡重作用下倒缩, 放松钢绳, 使抓斗头部从冠帽中脱开, 抓斗即可下落, 冲抓土。这时抓斗头部卡爪在抓斗头部重力和弹簧的作用下倒缩, 钢绳塞块可自由通过抓斗头部的内孔, 逐渐收紧钢绳, 使配重上升, 弹簧张拉, 抓片合拢, 提升抓斗。当冲抓斗被提升至冠帽处时, 抓斗头部深入冠帽中, 抬起平衡重, 释放冠帽卡爪, 卡住抓斗头部凸台, 放松钢绳, 由于抓斗头部被卡住不能下落, 配重下落, 弹簧恢复原位,抓瓣张开, 将土从斗中卸出, 卸土的同时, 冲抓斗体将抓斗头部卡爪压开。当进行下一个工作循环时, 在提升钢绳, 塞块被抓斗头部卡爪卡住, 再稍提斗体,抬起平衡重, 即可使冠帽卡爪倒缩, 释放冲抓斗。 ———————————————————————————————————————————————
冲抓斗下落时不可避免偏斜, 破坏孔壁。因此必须加套管防护, 套管的构造如图4, 是特制的双层管壁, 每节套管的连接, 用特制内六角螺钉连接。为了使套管下到土中, 采用了套管驱动机构。摇动式套管驱动机构有双油缸式( 图5a) 和双活塞杆单油缸式( 图5b) 两种, 工作时由夹紧油缸将套管夹紧, 然后用加压油缸加压。为了减少套管入土阻力, 摇动油缸在加压油缸加压的同时, 不断摇动, 使套管前端设置的切削齿破坏土的阻力。
全回转套管驱动装置由一边使夹紧的套管全回转, 一边压入套管的驱动装置本体, 使套管回转时产生回转反力的回转反力取出装置和供给这些装置动力的液压装置构成。
为了保证垂直精度, 套管回转装置的升降导向立柱和推力油缸设置在与套管的回转中心对称的位置; 夹紧套管的带的宽度比一般的宽3 倍多, 达1. 5m, 即使套管有多少凸凹也没有多大影响; 本体的夹紧油缸设在四角处, 即使施工时地基下沉, 也能修正本体的倾斜。
全回转套管驱动装置有3种工作方式( 图6) 。
第一种形式:
扩展侧支架, 冲抓斗钻孔机载于其上, 作为配重, 以支持回转反力;
第二种形式:
收缩侧支架, 冲抓斗钻孔机履带对着侧支架, 以支持回转反力, 这种形式在作业场地宽裕时常用。如果用反力装置上的液压油缸将侧支架靠回转套管装置一端支起, 侧支架可作为混凝土搅拌输送车的———————————————————————————————————————————————
登坡台使用。
第三种形式:
将侧支架从回转套管装置上脱开, 冲抓斗钻孔机的履带直接与连接杆固定在一起, 这常用于回转力大的场合。在施工中, 为了提高效率, 在套管的前端交叉安置了内、外切削刀( 图
7) , 在套管的内侧安装的内侧刀成槽状, 由槽使岩屑迅速排至套管内上方, 而且被切削的岩基成圆筒形状。用冲抓斗的冲抓瓣插入槽中, 将岩石整块夹至地面, 提高了施工效率。
为了提高全套管回转斗装置在有浮石等障碍物的地基或在岩基上施工灌注桩、置换桩、地下连续墙、钻井等掘削的能力, 解决摇动式套管装置不能施工的问题, 开发了全套管回转掘削装置( 图8) 。
图8
全套管回转掘削装置是将装有超硬刀头作切削刃的套管放入套管装置本体中, 收缩夹头油缸, 使斜楔式夹头夹紧套管; 首先由调整垂直度对准套管的侧面, 由水平千斤顶调整套管的垂直度, 重新调整倾斜角度计; 一边监视这个倾斜角度计, 一边由液压马达使套管回转, 收缩推压油缸下押; 套管的回转、押入反力由框架、支腿等承受。
套管内部土的掘削、排除, 一般由冲抓斗进行。当套管内部有钢筋混凝土结构和钢桩等时, 采用方钻杆刀具可以破碎, 方钻杆下端装有螺旋头, 上端通过端盖和销与通过装置连接, 利用通过装置的回转力矩和压入力传给钻杆, 掘削能力有很大提高( 图
9) 。
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参 考 文 献
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作者地址: 哈尔滨建筑大学469信箱
邮政编码: 150006
收稿日期: 1997. 7. 17
《建筑机械》 1998年04期
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