CN1004088B - 高频液压振动打桩机 - Google Patents
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Abstract
高频液压振动打桩机属于施工机械振动打桩。该打桩机由外控制阀总成与缸体主身联接而成。缸体内活塞上下腔,其腔内受压面积之比约2∶1,并设有缓冲室,使活塞往复运动产生的惯性力在止点得到缓冲,减少冲击和噪音。在配重箱体内设有高压蓄能器,用以平均泵的流量,吸收缓冲制动能量,减少泵源耗量,还设置一只低压蓄能器,用以平均低压回油流量。本发明具有结构简单,工艺要求低,液压制动,冲击小,噪音小,效率高的特点。
Description
本发明属于施工机械振动打桩。
柴油打桩机由于废气污染环境,噪声、振动大的缺点,使用受到限制,各国大力发展振动打桩。目前广泛使用的振动打桩机是电动机驱动偏心块形成振动,其性能较柴油打桩机为好,但由于受到电动机和传力轴承的抗振能力的限制,其频率只能达到600~1000次/分(10~17Hz)。近几年出现了高频液压打桩机的设想和研究,它的频率可达20~60Hz,这大大改善了打桩性能,受到人们的重视,高频液压打桩机的形式有多种,其中较好的是苏联专利SU1142597A。它是利用小柱塞控制内滑阀,从而控制油缸和活塞产生相对运动,形成高频振动,由于没有传力轴承和电机抗振问题,因而频率可提高,但该专利存在以下问题,使其应用受到限制。
1、由于使用小活塞内阀控制,造成结构复杂,工艺要求高,维护困难。
2、油缸活塞和内阀使用机械块限位制动,这种刚性制动冲击大,噪声大,寿命短。
3、没有蓄能器,因而泵源功率大,效率低,发热大,回油阻力大,长软管内径要大。
4、由于内阀控制,中间有长杆通过,内阀直径较大,使阀运动流量也大,造成功率浪费。
本发明的目的是设计一种外阀控制式、频率高、噪音小、对地基振动小、能量消耗少、结构简单、造价低、调频方便的高频液压振动打桩机。
本发明的技术解决方案是:包括-缸体,在缸体内嵌有缸套,缸套内设有活塞,活塞在缸体内作往复运动,缸套上部和下部设有活塞上腔和活塞下腔,其腔内活塞受压面积比约为2∶1,在活塞上腔的上端缸壁和活塞下腔的下端缸壁上分别设有缓冲室,缸壁顶端设有连接板,连接板和配重箱体与缸体相连,在配重箱体内设有二个高压蓄能器和一个低压蓄能器,二个高压蓄能器分别与活塞上腔和活塞下腔连通,活塞底端连有一接盘,接盘与用于固定桩体的夹具连接,用来控制液压油进入和流出活塞上腔和活塞下腔的外控制阀总成,它与缸体用螺钉连成一体,外控制阀总成包括有阀体,阀体内嵌有主阀杆,主阀套和导阀杆、导阀套,主阀杆的下端与活塞下端用连杆连接,当外控制阀总成,活塞上腔、活塞下腔,低压蓄能器相应与泵源出油进油口连通后,活塞的上下运动就会带动主阀杆在主阀套中作往复运动,而主阀杆的运动又通过油压变化使导阀杆在导阀套中作往复运动,从而最终通过油压变换控制活塞上腔和活塞下腔的油的进出。采用这种结构设计,具有以下优点:
1、由于采用外阀控制,使结构简单,工艺要求低,造价低,维护保养方便,长软管只要2根;
2、采用液压制动,冲击小,噪音小,因而使用寿命长;
3、设有高低压蓄能器,使泵源耗能量小,效率高,发热小,回油阻力小;
4、频率高(20~60Hz),调频方便。
附图说明:
图1为主剖面视图。
图1-1为俯剖面视图。
图1-2为左侧视图。
图2为连杆总成图,由连杆盖30a和连杆身30c用螺钉螺母30b和垫圈30d固紧,构成连杆总成30。
图3为O形圈及滑套装配示意图,由O形圈6,15,23和滑套7,16,24分别构成密封装置。O形圈套在滑套外面,滑套套在轴上,两者嵌在密封槽内。
图4为工作原理图。
高压油进入进油口P,通过管道油路总是和导阀环槽60、59、56、主阀环槽66和活塞下腔46相通,回油口O分别和导阀环槽57、54、腔室62、51、主阀环槽63相通。进油口P和回油口O用二根长软管分别和泵源的高低压相连,以形成高低压回路,在图4的图示位置,活塞上腔45和导阀环槽55、58相通,而环槽55、58又和导阀环槽54、57连通起来,继而和回油口O连通,在这种情况下活塞上腔45是低压,而活塞下腔46是高压,缸体22在高压油作用下相对活塞20向下运动,通过油柱和活塞20作用,对桩形成一个向上合力,使桩向上运动。由于主阀杆4与活塞20连接,使主阀杆4也相对阀体32向上运动,一旦主阀杆4运动到使主阀环槽66和65沟道,环槽64和63关闭时,导阀环槽53即与高压相通。导阀环槽53和60中导阀杆34的受压面积之比约2∶1。这样,通过主阀杆4的往复运动,使导阀环槽53高低压交替,驱使导阀杆34往复运动换向。因此,导阀杆34在导阀环槽53的高压作用下,向上运动换向。导阀环槽54、55、57、58逐渐关闭,而导阀环槽55和56,58和59逐渐打开,导阀杆34上端圆柱面进入导阀腔室62时,腔室62形成封闭油腔,使导阀杆34顶端受压逐渐被封闭油液制动直到停止,换向结束,起到非刚性缓冲制动作用。此时,活塞上腔45由低压转化成高压,同时活塞20上端圆柱环带44进入缸体22上的缓冲室43,形成封闭油腔,而使缸体22受油压作用缓冲制动直到停止,缸体22向下行程结束,由于此时活塞上下腔45和46均是高压,但活塞受压面积相差一倍,因为活塞上腔受压面积和活塞下腔受压面积之比约为2∶1,压力相差一倍,因而缸体22在活塞上腔45油压作用下相对活塞20向上运动,通过油柱和活塞20的作用对桩产生向下的合力,使桩向下运动,当活塞20下圆柱环带47进入缸体22缓冲室48时,形成封闭油腔,缸体22即被油压缓冲制动直到停止,缸体22向上行程结束。此时,主阀杆4也相对阀体32向下运动,使主阀环槽65和66重新关闭,而使主阀环槽64和63重新打开(如图4所示位置),导阀杆34,重新开始换向,缸体22相对活塞20向上运动,又重复开始第二行程程。在进油口P和回油口O的高低油压作用下,缸体22相对活塞20就会不停地作往复运动,从而产生高频打桩力,使桩下沉,完成打桩作业。由于油源供应是恒定值,而缸体22的运动过程是加速-匀速-减速,这样,要求流量就不恒定,为此,设置了蓄能器36、37、38,通过高压蓄能器37、38储存起来,以均衡能量,蓄能器36是回油蓄能器,以吸收回油流量脉动,减少低压回油长软管的直径。
图1、1-1、1-2为本发明的一个结构实施图。
由缸体22、缸套19、活塞20、缸体上盖17、缸体下盖21组成缸体主身、缸套19镶嵌在缸体22内,在缸套19和缸体22之间镶有缓冲套18,活塞20在缸套19内作往复运动,缸套上部和下部设有活塞上腔45和活塞下腔46,其腔内活塞受压面积之比约2∶1,在活塞上腔45的缸套19、缸体22处开有回油口O的回油通道,同样在活塞下腔46的缸套19、缸体22处开有进油口P的进油通道。在活塞上腔45的上端缸壁和活塞下腔46的下端缸壁上,设有缓冲室43,48,使活塞往复运动所产生的惯性力在止点得到缓冲制动,减少冲击和噪音。缸体上盖17用螺钉与缸体22固紧,缸体上盖17内设有泄油槽42和密封槽41,O形圈16和滑套15嵌在密封槽中,构成密封装置,并用压盖14压紧,套上防尘圈13。缸体下盖21内也设有泄油槽49和密封槽50,O形圈23和滑套24嵌在密封槽中,构成密封装置,用压盖25镶在缸体下盖21内,套上防尘圈26,盖上压片27,然后将缸体下盖21和压片27用螺钉与缸体22固紧。由阀体32,阀套2、主阀套3、主阀杆4、主阀上盖1、主阀下盖5,导阀套33、导阀杆34、导阀上盖35、导阀下盖31构成外控制阀总成,整个阀体用螺钉与缸体22联接固紧成一体。阀套2、主阀套3镶嵌在阀体32内,阀套2上端由主阀上盖1用螺钉与阀体32固紧。主阀下盖5设有密封槽,O形圈6和滑套7嵌在其中,并用压盖8,压片9压紧,套上防尘圈10,然后将主阀下盖5用螺钉与阀体32固紧。主阀杆4在阀套2、主阀套3内作往复运动,主阀杆4下端和活塞20下端用连杆30连接,连杆小端凹口嵌在主阀杆4下端凹槽内,连杆大端嵌装在活塞下端凹槽内,并可转动,使主阀杆4与活塞20两者同步往复运动。主阀杆4、主阀套3开有油槽63、64、65、66和进回油道。导阀套33也镶嵌在阀体32内,导阀套33上端和下端由导阀上盖35、导阀下盖31用螺钉与阀体32固紧。导阀杆34的两端各设有一个缓冲室61、52,使导阀杆和整体往复运动起到缓冲作用。导阀杆34、导阀套33同样开有油槽53,54,55,56,57,58,59,60和进回油道。配重箱体11通过连接板12与整个缸体顶端用螺钉固紧,配重箱体11根据打桩机吨位的大小进行选配。为了平均泵的流量,吸收缓冲制动能量,设置了两个高压蓄能器37、38,分别用油道与活塞上腔45和活塞下腔46联通。为了同一个目的,还设置了一只低压蓄能器36,用以平均低压回油流量,并与低压油道联通。活塞20下端螺纹连接一只接盘228,并用压板29和螺钉锁紧,接盘28用螺栓与夹具联接形成一台打桩机。
Claims (5)
1、一种高频液压振动打桩机,包括-缸体22,在缸体22内嵌有缸套19,缸套19内设有活塞20,活塞20在缸体22内作往复运动,缸套19上部和下部设有活塞上腔45和活塞下腔46,其腔内活塞受压面积比约为2∶1,在活塞上腔45的上端缸壁和活塞下腔46的下端缸壁上分别设有缓冲室43、48,缸体顶端设有连接板12,连接板12和配重箱体11与缸体22相连,在配重箱体11内设有二个高压蓄能器37、38和一个低压蓄能器36,二个高压蓄能器37、38分别与活塞上腔45和活塞下腔46连通,活塞底端连有一接盘28,接盘28与用于固定桩体的夹具连接,用来控制液压油进入和流出活塞上腔45和活塞下腔46的外控制阀总成,它与缸体22用螺钉连成一体,外控制阀总成包括有阀体32,阀体32内嵌有主阀杆4、主阀套3和导阀杆34、导阀套33,主阀杆4的下端与活塞20下端用连杆30连接,当外控制阀总成、活塞上腔45、活塞下腔46、低压蓄能器36相应与泵源出油进油口连通后,活塞20的上下运动就会带动主阀杆4在主阀套3中作往复运动,而主阀杆4的运动又通过油压变化使导阀杆34在导阀套33中作往复运动,从而最终通过油压变换控制活塞上腔45和活塞下腔46的油的进出。
2、根据权利要求1所述的打桩机,其特征在于:所述的连杆总成30,由连杆小端、杆身和大端及连杆盖30a组成,连杆小端为叉型结构,其凹口嵌在主阀杆4下端凹槽内,连杆大端嵌装在活塞20下端凹槽内,连杆盖30a用螺钉螺母30b和垫圈30d与连杆大端固紧。
3、根据权利要求1所述的打桩机,其特征在于:在阀体32内主阀套3上端还设有可供主阀杆4往复运动的阀套2,阀套2上端由主阀上盖1用螺钉与阀体32固紧,主阀套3、主阀杆4开有多个油槽63、64、65、66和进回油道,主阀套3下端设有主阀下盖5,主阀下盖5设有密封槽,0形圈6和滑套7嵌在其中,并用压盖8、压片9压紧,套上防尘圈10,主阀下盖5用螺钉与阀体32固紧。
4、根据权利要求3所述的打桩机,其特征在于:导阀套33和导阀杆34镶嵌在阀体32内,导阀杆4嵌在导阀套33内,可往复运动,导阀套33和导阀杆34开有油槽53、54、55、56、57、58、59、60和进回油道,导阀套33上端和下端由导阀上盖35,导阀下盖31用螺钉与阀体32固紧。
5、根据权利要求4所述的打桩机,其特征在于:导阀杆34的两端与导阀套33之间各设有一个缓冲室61、52。
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1988
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