CN108360975B - 一种适用于沥青路面的取芯钻及取芯机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于沥青路面的取芯钻及取芯机，属于道路养护技术领域，所述取芯钻包括钻柄和钻体，所述钻柄具有适于同取芯机的主轴进行连接的夹持部；所述钻体为筒状，与钻柄连接，所述钻体远离钻柄的一端设置有若干切割齿，所述切割齿适于跟随钻体进行圆周运动并对路面进行切分；所述钻体包括筒状的衬筒，所述衬筒由至少两个横截面呈弧状的条形钻片拼合而成，任意一个所述钻片的任意一个横截面所对应的圆心角不大于180°，所述钻片与钻柄可拆卸连接，本发明提供的取芯钻能够使芯样从取芯钻中顺利的取出，避免芯样产生断裂和磕碰，同时还具有使用寿命长，装配结构合理，受力性能好，拆卸方便等优点。

Description

一种适用于沥青路面的取芯钻及取芯机

技术领域

本发明涉及道路养护技术领域，具体涉及一种适用于沥青路面的取芯钻及取芯机。

背景技术

沥青路面在日常养护的过程中，需要获取路面的压实度、结构层厚度等参数。为了获取这些参数，现有技术中普遍采用打孔取芯的方式来获得沥青路面的芯样。取芯过程一般分为两个阶段：第一步钻孔阶段，在这个阶段取芯机带动取芯钻进行旋转，取芯钻为中空的筒状结构，取芯钻的下沿设置有切割齿，通过切割齿与路面的接触摩擦，将取芯钻竖直钻入沥青路面内部；第二步是取芯阶段，在这一阶段，取芯钻从路面内拔出，然后将芯样从取芯钻内取出。

现有技术中的取芯钻为了保证取芯钻的结构强度，一般采用锻造方式一体成型，后期利用车床进行车削加工。这样的取芯钻在取芯阶段，由于芯样的直径和取芯钻的内壁直径相同，因此芯样很大概率会卡在取芯钻的内部。为了取出卡在取芯钻内部的芯样，工作人员通常用小锤敲击取芯钻的周圈外壁，通过敲击产生的震动使芯样和取芯钻的内壁之间产生缝隙而分离，进而使芯样顺利的从取芯钻中滑出。然而这样做的缺点在于：首先，敲击会严重影响取芯钻本身的精度，更甚者会影响取芯机主轴的转动精度，缩短取芯钻的使用寿命，破坏取芯机的结构精度；其次，在敲击取芯钻的过程中各个部位的力道很难控制均匀，加之沥青路面的芯样强度通常较弱，因此很容易因为芯样和取芯钻的内壁只有部分分离而导致芯样在取出取芯钻的过程中发生断裂。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中在从取芯钻中取出芯样的过程中会造成取芯钻使用寿命缩短、破坏取芯机结构精度、容易造成芯样断裂的缺陷，进而提供一种能够的延长取芯钻本身的使用寿命、不易破坏取芯机精度、不易造成芯样断裂的应用于沥青路面取芯钻及取芯机。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种适用于沥青路面的取芯钻，包括：

钻柄，具有适于同取芯机的主轴进行连接的夹持部；

钻体，为筒状，与钻柄连接，所述钻体远离钻柄的一端设置有若干切割齿，所述切割齿适于跟随钻体进行圆周运动并对路面进行切分；

所述钻体包括筒状的衬筒，所述衬筒由至少两个横截面呈弧状的条形钻片拼合而成，任意一个所述钻片的任意一个横截面所对应的圆心角不大于180°，所述钻片与钻柄可拆卸连接。

作为一种优选的技术方案，各个所述钻片的形状相同。

作为一种优选的技术方案，多个所述钻片拼合成的衬筒上端设置有第一锥形段，所述钻柄上设置有适于同第一锥形段套接的第二锥形段，所述第一锥形段和第二锥形段适于在受到竖直方向的压力时贴紧。

作为一种优选的技术方案，所述第一锥形段和第二锥形段上设置有若干啮合副，所述啮合副适于阻止第一锥形段和第二锥形段之间产生相对转动。

作为一种优选的技术方案，每个钻片至少通过一个啮合副与所述第二锥形段配合。

作为一种优选的技术方案，所述钻体还包括：

套筒，套装在衬筒的外壁上，所述套筒上端与钻柄可拆卸连接。

作为一种优选的技术方案，所述套筒的上端与钻柄螺接，套筒与钻柄之间设置有弹性垫圈；所述套筒与钻柄拧紧的方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相反。

作为一种优选的技术方案，所述套筒下端的内壁上设置有第一抵接台，所述钻片的外壁上设置有与第一抵接台配合的第二抵接台，所述第一抵接台和第二抵接台适于在抵接时将钻片压合在钻柄上。

作为一种优选的技术方案，所述钻片与钻片之间的拼缝为螺旋线形，螺旋线形的拼缝自钻片下端向钻片的上端延伸过程中的旋转方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相同。

一种适用于沥青路面的取芯机，包括上述技术方案中任意一项所述的取芯钻。

本发明提供的技术方案具有如下优点：

1、本发明提供的技术方案中，包括钻柄和钻体，所述钻柄具有适于同取芯机的主轴进行连接的夹持部；所述钻体为筒状，与钻柄连接，所述钻体远离钻柄的一端设置有若干切割齿，所述切割齿适于跟随钻体进行圆周运动并对路面进行切分；所述钻体包括筒状的衬筒，所述衬筒由至少两个横截面呈弧状的条形钻片拼合而成，任意一个所述钻片的任意一个横截面所对应的圆心角不大于180°，所述钻片与钻柄可拆卸连接。通过将衬筒设计成可拆卸的分片式结构后，在钻孔过程中钻片拼合成衬筒安装在钻柄上，保证取芯钻能够顺利的实现打孔功能，打孔完毕后将芯样从取芯钻中取出的过程中将钻片从钻柄上拆下，再将芯样顺利的拿出。同时，由于多个钻片可以拼接成筒形的衬筒，并且每个钻片的圆心角均不大于180°，也就不会出现某个钻片会包裹在芯样上的情形，保证了芯样与钻片之间能够顺利地分离，进一步排出芯样在取出过程钻片对其的干扰，避免芯样的断裂、磕碰，同时因为不必敲击取芯钻即可顺利的拆卸出芯样，也就避免了取芯钻的精度收到破坏而影响使用寿命，也避免了因敲击而带来的取芯机间隙扩大的情形。

2、本发明提供的技术方案中，各个所述钻片的形状相同。此举能够避免衬筒在旋转过程中因为钻片形状不相同而引起的偏载，提高取芯钻在钻孔时的稳定性。

3、本发明提供的技术方案中，多个所述钻片拼合成的衬筒上端设置有第一锥形段，所述钻柄上设置有适于同第一锥形段套接的第二锥形段，所述第一锥形段和第二锥形段适于在受到竖直方向的压力时贴紧。通过将衬筒与钻柄的连接方式设计成第一锥形段和第二锥形段配合的形式后，一方面锥形段在车削加工的过程中其与衬筒之间的同轴度更加容易把控，有利于提高取芯钻的整体精度，提高取芯钻在运行时的稳定性；另一方面，当取芯钻同路面贴合以后，在路面的压力下第一锥形面和第二锥形面之间具有贴紧的趋势，因此能够保证在钻孔过程中钻柄和衬筒连接的牢固度，使衬筒的多个钻片始终保持拼合状态，保证钻孔工作的顺利进行，并且在拆卸钻体时只需向下推动衬筒即可轻松实现分离，使衬筒的拆卸和芯样的取出更加容易操作。

3、本发明提供的技术方案中，所述第一锥形段和第二锥形段上设置有若干啮合副，所述啮合副适于阻止第一锥形段和第二锥形段之间产生相对转动。通过啮合副的作用，使衬筒与钻柄之间依靠锥形面的摩擦力进行扭矩传导的方式转变成依靠啮合副的形式传导扭力，能够保证钻柄与衬筒之间不产生相对转动，提高钻柄能够传达到衬筒上的扭力上限，进一步提高取芯钻在钻孔过程中的稳定性，并且能够使取芯钻能够适应阻力更大的钻孔需求。

4、本发明提供的技术方案中，每个钻片至少通过一个啮合副与所述第二锥形段配合。此举能够保证每个钻片与钻柄之间都具有防止相对滑动的能力，使衬筒的受力更加均衡，避免偏载情形的产生。

5、本发明提供的技术方案中，所述钻体还包括套筒，所述套筒套装在钻体的外壁上，所述套筒上端与钻柄可拆卸连接。通过在钻片外部设置一个套筒，能够避免钻片的外壁直接和取芯孔的内壁之间发生直接接触，进而避免钻片与钻片之间产生过大的相互作用力，减少钻片与钻片之间发生磨损的概率，延长取芯钻的使用寿命。

6、本发明提供的技术方案中，所述套筒的上端与钻柄螺接，套筒与钻柄之间设置有弹性垫圈；所述套筒与钻柄拧紧的方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相反。一方面螺接的形式能够保证套筒与钻柄之间的可拆卸连接能够顺利的实现；另一方面，将螺接拧紧的方向与取芯钻的旋转方向设置成相反后，能够避免取芯钻在钻孔过程中因与路基之间产生摩擦力而导致套筒的松动，并且通过设置弹性垫圈能够避免套筒与钻柄之间拧的过紧而影响套筒的顺利拆卸。因此，上述技术方案能够保证套筒与钻柄之间的可拆卸连接的能够顺利且方便地实现，并且保证在钻孔过程中不会产生松动。

7、本发明提供的技术方案中，所述套筒下端设置有第一抵接台，所述钻片上设置有与第一抵接台配合的第二抵接台，所述第一抵接台和第二抵接台适于在抵接时将钻片压合在钻柄上。此举能够进一步的限制钻片在竖直方向的自由度，并且为第一锥形段和第二锥形段的压合提供初始压力。因此，此举一方面能够保证取芯钻在不使用时也能保持完整的装配状态，避免钻片与钻柄之间发生滑脱；另一方面，在钻孔过程中上述结构能够保证钻体的结构紧凑性，提高钻片与钻片之间、钻片与钻柄之间的装配可靠性。

8、本发明提供的技术方案中，所述钻片与钻片之间的拼缝为螺旋线形，螺旋线形的拼缝自钻片下端向钻片的上端延伸过程中的旋转方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相同。在钻体对路面进行切分的过程当中，由于切割齿与路面之间产生相对运动，路面会对钻体有一个沿钻体圆周方向的与钻体旋转方向相反的反作用力。因此，上述螺旋形的结构在面对这一反作用力时能够提高对这一反作用力的承受能力，减小这一反作用力对钻片产生的横向剪切力。因此，此举能够有效的提高钻片受力性能，有效延长取芯钻的使用寿命。

综上所述，本发明提供的取芯钻能够使芯样从取芯钻中顺利的取出，避免芯样产生断裂和磕碰，同时还具有使用寿命长，装配结构合理，受力性能好，拆卸方便等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中提供的取芯钻的立体图；

图2为图1所示取芯钻的剖视图；

图3为图1所示取芯钻的立体图；

图4为本发明实施例1中提供的取芯钻中钻柄部分的剖视图；

图5为本发明实施例1中提供的取芯钻中套筒的剖视图；

附图标记说明：

1-钻柄，11-夹持部，12-第二锥形段，2-钻片，21-第一锥形段，22-第二抵接台，3-套筒，31-第一抵接台，4-弹性垫圈，5-切割齿，6-啮合齿结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

如图1至图5所示，为本发明的实施例1，本实施例提供了一种适用于沥青路面的取芯钻，用来安装在取芯机上对沥青路面进行钻孔、取芯工作。本实施例包括钻柄1和钻体，所述钻柄1具有适于同取芯机的主轴进行连接的夹持部11；所述钻体为筒状，与钻柄1连接，所述钻体远离钻柄1的一端设置有若干切割齿5，所述切割齿5适于跟随钻体进行圆周运动并对路面进行切分；所述钻体包括筒状的衬筒，所述衬筒由至少两个横截面呈弧状的条形钻片2拼合而成，任意一个所述钻片2的任意一个横截面所对应的圆心角不大于180°，所述钻片2与钻柄1可拆卸连接。

通过将衬筒设计成可拆卸的分片式结构后，在钻孔过程中钻片2拼合成衬筒安装在钻柄1上，保证取芯钻能够顺利的实现打孔功能，打孔完毕后将芯样从取芯钻中取出的过程中将钻片2从钻柄1上拆下，再将芯样顺利的拿出。同时，由于多个钻片2可以拼接成筒形的衬筒，并且每个钻片2的圆心角均不大于180°，也就不会出现某个钻片2会包裹在芯样上的情形，保证了芯样与钻片2之间能够顺利地分离，进一步排出芯样在取出过程钻片2对其的干扰，避免芯样的断裂、磕碰，同时因为不必敲击取芯钻即可顺利的拆卸出芯样，也就避免了取芯钻的精度收到破坏而影响使用寿命，也避免了因敲击而带来的取芯机间隙扩大的情形。

作为钻片2的一种改进实施方式，各个所述钻片2的形状相同。此举能够避免衬筒在旋转过程中因为钻片2形状不相同而引起的偏载，提高取芯钻在钻孔时的稳定性。

作为钻片2与钻柄1可拆卸连接的一种具体实施方式，多个所述钻片2拼合成的衬筒上端设置有第一锥形段21，所述钻柄1上设置有适于同第一锥形段21套接的第二锥形段12，所述第一锥形段21和第二锥形段12适于在受到竖直方向的压力时贴紧。通过将衬筒与钻柄1的连接方式设计成第一锥形段21和第二锥形段12配合的形式后，一方面锥形段在车削加工的过程中其与衬筒之间的同轴度更加容易把控，有利于提高取芯钻的整体精度，提高取芯钻在运行时的稳定性；另一方面，当取芯钻同路面贴合以后，在路面的压力下第一锥形面和第二锥形面之间具有贴紧的趋势，因此能够保证在钻孔过程中钻柄1和衬筒连接的牢固度，使衬筒的多个钻片2始终保持拼合状态，保证钻孔工作的顺利进行，并且在拆卸钻体时只需向下推动衬筒即可轻松实现分离，使衬筒的拆卸和芯样的取出更加容易操作。

作为上述钻片2与钻柄1可拆卸连接的一种进一步改进实施方式，所述第一锥形段21和第二锥形段12上设置有若干啮合副，所述啮合副适于阻止第一锥形段21和第二锥形段12之间产生相对转动。通过啮合副的作用，使衬筒与钻柄1之间依靠锥形面的摩擦力进行扭矩传导的方式转变成依靠啮合副的形式传导扭力，能够保证钻柄1与衬筒之间不产生相对转动，提高钻柄1能够传达到衬筒上的扭力上限，进一步提高取芯钻在钻孔过程中的稳定性，并且能够使取芯钻能够适应阻力更大的钻孔需求。

作为啮合副的一种具体实施方式，第一锥形段21和第二锥形段12上均设置有若干啮合齿结构6，通过啮合齿结构6之间的配合起到限制衬筒和钻柄1发生相对转动的作用。

作为上述钻片2与钻柄1可拆卸连接的一种进一步改进实施方式，每个钻片2至少通过一个啮合副与所述第二锥形段12配合。此举能够保证每个钻片2与钻柄1之间都具有防止相对滑动的能力，使衬筒的受力更加均衡，避免偏载情形的产生。

作为钻体的进一步改进实施方式，所述钻体还包括套筒3，所述套筒3套装在钻体的外壁上，所述套筒3上端与钻柄1可拆卸连接。通过在钻片2外部设置一个套筒3，能够避免钻片2的外壁直接和取芯孔的内壁之间发生直接接触，进而避免钻片2与钻片2之间产生过大的相互作用力，减少钻片2与钻片2之间发生磨损的概率，延长取芯钻的使用寿命。

作为套筒3与钻柄1可拆卸连接的一种具体实施方式，所述套筒3的上端与钻柄1螺接，套筒3与钻柄1之间设置有弹性垫圈4；所述套筒3与钻柄1拧紧的方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相反。一方面螺接的形式能够保证套筒3与钻柄1之间的可拆卸连接能够顺利的实现；另一方面，将螺接拧紧的方向与取芯钻的旋转方向设置成相反后，能够避免取芯钻在钻孔过程中因与路基之间产生摩擦力而导致套筒3的松动，并且通过设置弹性垫圈4能够避免套筒3与钻柄1之间拧的过紧而影响套筒3的顺利拆卸。因此，上述技术方案能够保证套筒3与钻柄1之间的可拆卸连接的能够顺利且方便地实现，并且保证在钻孔过程中不会产生松动。

为了保证钻片2与钻柄1安装的可靠度，所述套筒3下端设置有第一抵接台31，所述钻片2上设置有与第一抵接台31配合的第二抵接台22，所述第一抵接台31和第二抵接台22适于在抵接时将钻片2压合在钻柄1上。此举能够进一步的限制钻片2在竖直方向的自由度，并且为第一锥形段21和第二锥形段12的压合提供初始压力。因此，此举一方面能够保证取芯钻在不使用时也能保持完整的装配状态，避免钻片2与钻柄1之间发生滑脱；另一方面，在钻孔过程中上述结构能够保证钻体的结构紧凑性，提高钻片2与钻片2之间、钻片2与钻柄1之间的装配可靠性。

作为钻片2的一种进一步改进实施方式，所述钻片2与钻片2之间的拼缝为螺旋线形，螺旋线形的拼缝自钻片2下端向钻片2的上端延伸过程中的旋转方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相同。在钻体对路面进行切分的过程当中，由于切割齿5与路面之间产生相对运动，路面会对钻体有一个沿钻体圆周方向的与钻体旋转方向相反的反作用力。因此，上述螺旋形的结构在面对这一反作用力时能够提高对这一反作用力的承受能力，减小这一反作用力对钻片2产生的横向剪切力。因此，此举能够有效的提高钻片2受力性能，有效延长取芯钻的使用寿命。

实施例2：

本实施例提供了一种取芯机，所述取芯机的主轴下端安装有实施例1中提供的取芯钻，本实施例依靠带动取芯钻进行转动，进而对沥青路面进行切分。

由于本实施例安装有实施例1中提供的去取芯钻，因而也就具有了实施例1中提供的取芯钻所带来的所有优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种适用于沥青路面的取芯钻，包括：

钻柄，具有适于同取芯机的主轴进行连接的夹持部；

钻体，为筒状，与钻柄连接，所述钻体远离钻柄的一端设置有若干切割齿，所述切割齿适于跟随钻体进行圆周运动并对路面进行切分；

其特征在于，所述钻体包括筒状的衬筒，所述衬筒由至少两个横截面呈弧状的条形钻片拼合而成，任意一个所述钻片的任意一个横截面所对应的圆心角不大于180°，所述钻片与钻柄可拆卸连接；

所述钻片与钻片之间的拼缝为螺旋线形，螺旋线形的拼缝自钻片下端向钻片的上端延伸过程中的旋转方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相同；

各个所述钻片的形状相同。

2.根据权利要求1所述的一种适用于沥青路面的取芯钻，其特征在于，多个所述钻片拼合成的衬筒上端设置有第一锥形段，所述钻柄上设置有适于同第一锥形段套接的第二锥形段，所述第一锥形段和第二锥形段适于在受到竖直方向的压力时贴紧。

3.根据权利要求2所述的一种适用于沥青路面的取芯钻，其特征在于，所述第一锥形段和第二锥形段上设置有若干啮合副，所述啮合副适于阻止第一锥形段和第二锥形段之间产生相对转动。

4.根据权利要求3所述的一种适用于沥青路面的取芯钻，其特征在于，每个钻片至少通过一个啮合副与所述第二锥形段配合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种适用于沥青路面的取芯钻，其特征在于，所述钻体还包括：

套筒，套装在衬筒的外壁上，所述套筒上端与钻柄可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于沥青路面的取芯钻，其特征在于，所述套筒的上端与钻柄螺接，套筒与钻柄之间设置有弹性垫圈；所述套筒与钻柄拧紧的方向与取芯钻在钻孔过程中的旋转方向相反。

7.根据权利要求6所述的一种适用于沥青路面的取芯钻，其特征在于，所述套筒下端的内壁上设置有第一抵接台，所述钻片的外壁上设置有与第一抵接台配合的第二抵接台，所述第一抵接台和第二抵接台适于在抵接时将钻片压合在钻柄上。

8.一种适用于沥青路面的取芯机，其特征在于，包括权利要求1至权利要求7中任意一项所述的取芯钻。