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螺旋鉆頭的分類

根據所鉆地層的不同,旋挖機常用的螺旋鉆頭可分為巖石螺旋鉆頭、土層螺旋鉆頭,而巖石螺旋鉆頭又分為錐螺和直螺。

(1)巖石螺旋鉆頭

安裝截齒的巖石螺旋鉆頭圖片

鉆頭所用切削刃具為頭部鑲焊有鎢鈷硬質合金的截齒,常用的旋挖機截齒型號有C31、3050、3055、3060,用戶可根據地層選擇合金條截齒或狼牙棒截齒。該鉆頭主要用于風化基巖、膠結較好的卵礫石地層及硬質永凍土層。結構形式有直螺和錐螺。分別有單頭單螺、雙頭單螺、雙頭雙螺三種。

其特點:直螺較錐螺導向性好,攜渣能力強,但回轉阻力矩較大。單螺鉆頭鉆進速度快,清渣容易,回轉阻力小。雙螺鉆頭導向性能好,攜渣能力強,但回轉阻力大。

(2)土層螺旋鉆頭

土層螺旋鉆頭圖片

所用切削刃具為鏟形耐磨合金斗齒或斗齒加截齒。該鉆頭主要用于地下水位以上的土層、砂土層、含少量黏土的密實砂層以及粒徑不大的礫石層。結構形式為直螺,有單頭單螺、雙頭單螺、雙頭雙螺三種。單螺鉆頭清渣容易,回轉切削阻力矩小,適合鉆進卵礫石層及膠結性好的土層。雙螺鉆頭攜土能力強,導正性能好,適合鉆進松散地層及軟硬互層地層。

①土層螺旋鉆頭:無論單頭單螺、雙頭單螺和雙頭雙螺鉆頭,它們都有雙刃導向尖,起定位作用,防止鉆孔歪斜。螺旋葉片切削刃帶上焊有耙矢式切削刀片。齒的布置要保證除用雙刃導向尖切削破碎的部分外,所有部分都能被切削破碎。切削刃的前角=200°一450°,后角=80°一120°;

單頭螺旋葉片的鉆頭較雙頭螺旋葉片的螺距增大一倍。這樣既改善了螺旋葉片的輸土條件,又不降低鉆具強度。這種鉆頭結構不致由碎石土等造成堵塞,且能鉆透凍土層,特別對含大量磚頭、卵石的土層效果較好。

鉆頭高度一般為2個螺距,若采用2.5個螺距可增加攜土能力及導正能力,若設計1.5個螺距可提高鉆進速度,降低切削阻力。對于直徑大于800mm以上的鉆頭,螺距一般為600mm,若變為單螺400mm的螺距則3個螺距高為1200mm ,它的性能與600mm的螺距設計2個螺距相比,需要鉆機的扭矩大,因阻力增加攜土能力提高。

土層螺旋鉆頭底面形狀:上面介紹的三種土層螺旋鉆頭為平底形。它的特點是切削孔底形狀為平底,切削刀刃連續,一次全面切削破碎孔底,鉆進回轉阻力較大,單位刃長上壓力較小,由于邊刃回轉切削行走路線最長。切削速度最快,孔壁對刀齒側壓力最大,因而切削刃磨損最快,向中心逐漸減小,故切削刃磨損不均勻,這種鉆頭適于鉆進軟地層。土層平底鉆頭,其軸心位置均帶一超前小雙刃鉆頭,對鉆頭起對中定心作用。

②巖石螺旋鉆頭:我們特別提到前面介紹的錐齒螺旋鉆頭。

它是沿鉆頭螺旋帶外緣鑲焊圈錐形硬質合金齒的螺旋鉆頭,這種鉆頭的特點是:切削刀具與孔底接觸面積小,比壓大,故可用來鉆進硬土和巖石。

螺旋鉆進工藝:螺旋鉆實質上就是硬質合金全面鉆進鉆頭。故影響螺旋鉆進的規程參數主要是壓力和轉速。

壓力:螺旋鉆頭上的軸心壓力包括給進力、鉆具重量和螺旋沿鉆桿向上運動的鉆渣重量。軸心壓力應視地層性質、鉆頭直徑、鉆頭結構(切削刃與孔底接觸面積)等而選擇不同的數值。壓力過小,鉆頭切削具不能切入巖石或土層;壓力過大,一次切入深度過大將導致鉆具回轉阻力過大,造成鉆渣形成速度超過其向上的輸出速度,將導致鉆渣在螺旋線上擠實堵塞。合適的壓力應該是保持鉆頭平均每回轉一周切入2一3cm進刀量。

軟層鉆進要求的軸心壓力不大,一般為4000一6000N,僅依靠動力頭和鉆具本身重量鉆進,不需要加壓。

轉速:螺旋鉆具鉆進轉數有雙重作用:其一,轉數影響鉆頭切削破碎巖土的鉆進效率;其二,直接影響到輸送鉆渣的效率。




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