CN101713201A - 液压抓斗地下成孔装置 - Google Patents

Abstract

一种液压抓斗地下成孔装置，其装置是：钢丝绳滑轮安装于顶端支撑板上方，顶端支撑板下面安装有液压千斤与液压破碎锤，液压破碎锤的下面安装有抓斗，液压破碎钎头上装有刀头，借助于地面的液压动力及起吊设备，达到了破碎与提升地下物体的目的，如地下土、沙、岩石等物。利用液压破碎锤强大的冲击力破碎地下岩石层，利用液压千斤强大的动力抓取物料，解决了旋挖机及其他抓斗成孔机入岩困难甚至于不能入岩的问题。实现了一种机械化程度高、造价低、效率高、适应性强、泥渣处理量少、安全可靠的液压抓斗地下成孔装置。

Description

液压抓斗地下成孔装置

技术领域

本发明涉及一种建筑桩基施工成孔装置，特别是一种用液压破碎锤冲击、液压抓斗抓取泥渣的地下成孔装置。

背景技术

在国内外建筑工程设计与施工中地基处理多数采用灌注桩基础，如：高层建筑、桥梁、港口、大型设备的基础等。随着建筑对基础荷载要求的增大，设计师们根据地质条件设计了多种桩型，端承桩的桩低嵌岩是提高单桩载荷、降低基础下沉的一个好方法。为了保证灌注桩的质量，不仅使桩体能满足强度的要求，而且还要求桩体的完好性。在灌注桩的施工中地下成孔好坏直接影响桩体的完好性，从而直接影响桩的承载力。尤其是端承桩桩低嵌岩的多少，将严重影响建筑基础的稳定性。所以人们采用多种多样的地下成孔方式，如人工挖孔、机械洛阳铲成孔、冲抓成孔、正反循环回转钻孔、冲击钻孔、旋挖机成孔等。地基处理非挤土深基灌注桩施工中，人工挖孔存在安全隐患，施工进度慢，对地质的适应性差，遇到水位高及流沙的地质条件是不适用的。机械洛阳铲成孔法只适应小直径桩孔的干成孔，对地质的适应性差。冲抓成孔的原理类同于机械洛阳铲，均利用卷扬为动力，利用自由落体冲击土体，再利用滑轮变幅将抓斗抓瓣闭合后将土提出地面。冲抓成孔冲击力有限，遇到硬土质或岩层是很难进尺。用正反循环钻孔、冲击钻成孔法泥渣处理量大，钻挖出来的泥渣中水份高，弃土困难，泥渣提升速度慢，而且不能直接提升渣石，施工效率低下，泥浆池占地面积大，污染环境严重。现已不适应城市内施工。旋挖机成孔法，虽然提高了工效，但受到桩孔深度的限制。遇到硬土质或岩层旋挖机的嵌岩螺旋与岩芯钻也进尺困难，效率低下。多数情况下旋挖机施工土层后，再用冲击钻机凿岩层。如：日本加藤生产的20HR钻斗钻机，德国宝峨公司生产的BG系列旋挖机，国内三一重工生产的SYR系列旋挖机等。

发明内容

本发明基于上述现有地下成孔方式，在实际成孔中特别是遇到硬土质或岩层时，有的存在安全隐患、施工进度慢，有的结构不合理、适应性差，有的泥渣处理量大、设备庞大、效率低下等问题，提供一种机械化程度高、造价低、效率高、适应性强、泥渣处理量少、安全可靠的液压抓斗地下成孔装置。

本发明是在现有技术的基础上，对现有冲击抓斗作了进一步的改进，并提出了上述目的和要解决的问题，其具体的技术方案包含钢丝绳滑轮、顶端支撑板、液压千斤连接销、液压千斤、破碎锤、配重、配重固定螺栓、液压千斤与抓斗托盘连接器、扩孔器、抓斗托盘、液压破碎钎上杆、抓斗支撑杆、抓瓣、抓斗连杆中心套、液压破碎钎下杆、刀头、液压破碎钎上杆套、液压千斤挺杆、抓斗托盘与抓斗支撑杆连接销孔、顶端支撑板连接孔、抓斗托盘中心套、扩孔器安装孔、连接器过孔、破碎锤油路接口、连接器上螺丝口、连接器下螺丝帽、上下钎杆连接套、油路系统液压破碎锤、油路系统液压油缸、液压同步阀、手控换向阀。

其构成在于：钢丝绳滑轮安装于顶端支撑板上方，顶端支撑板下面通过液压千斤连接销与顶端支撑板连接孔安装有液压千斤与液压破碎锤，液压千斤挺杆端部连接着液压千斤与抓斗托盘连接器，液压千斤与抓斗托盘连接器安装在连接器过孔中，液压破碎锤的两侧通过配重固定螺栓安装有配重，扩孔器通过扩孔器安装孔安装在抓斗托盘上面，抓斗托盘的下方利用抓斗托盘与抓斗支撑杆连接销孔连接着抓斗支撑杆，抓斗支撑杆连接着抓瓣，抓瓣通过一拉杆连接在抓斗连杆中心套上，抓斗连杆中心套套在液压破碎钎上下钎杆连接套的上方，液压破碎钎上杆装有液压破碎钎上杆套并穿过抓斗托盘中心套与液压破碎钎下杆连接在上下钎杆连接套上，液压破碎钎下杆低端安装有刀头，液压破碎锤与液压千斤的动力由地面液压动力设备提供，并根据液压系统图配置。

本发明实施上述技术方案所带来的优点与积极效果在于借助于地面的液压动力及起吊设备，达到了破碎与提升地下物体的目的，如地下土、沙、岩石等物。利用液压破碎锤强大的冲击力破碎地下岩石层，利用液压千斤强大的动力抓取物料，解决了旋挖机及其他抓斗成孔机入岩困难甚至于不能入岩的问题。解决了冲击钻机锤头磨损大，泥浆量多，效率低的问题。有效地避免了人工挖孔存在安全隐患，施工进度慢，对地质的适应性差的缺点。实现了一种机械化程度高、造价低、效率高、适应性强、泥渣处理量少、安全可靠的液压抓斗地下成孔装置。

附图说明

图1是本发明的主体结构示意图

图2是本发明图1的侧视示意图

图3是本发明抓斗合拢状态示意图

图4是本发明顶端支撑板示意图

图5是本发明图4的俯视示意图

图6是本发明抓斗托盘结构示意图

图7是本发明图6俯视示意图

图8是本发明扩孔器结构示意

图9是本发明图8俯视示意图

图10是本发明液压破碎锤示意图

图11是本发明液压破碎锤上端盖结构示意图

图12是本发明液压破碎钎上杆结构示意图

图13是本发明液压千斤与抓斗托盘连接器结构示意图

图14是本发明图13的俯视示意图

图15是本发明液压破碎钎下杆及刀头结构示意图

图16是本发明图15的俯视示意图

图17是本发明抓斗中心套结构示意图

图18是本发明图17的俯视示意图

图19是本发明配重装配结构示意图

图20是本发明抓瓣结构示意图

图21是本发明液压系统图

图中：1.钢丝绳滑轮；2.顶端支撑板；3.液压千斤连接销；4.液压千斤；5.破碎锤；6.配重；7.配重固定螺栓；8.液压千斤与抓斗托盘连接器；9.扩孔器；10.抓斗托盘；11.液压破碎钎上杆；12.抓斗支撑杆；13.抓瓣；14.抓斗连杆中心套；15.液压破碎钎下杆；16.刀头；17.液压破碎钎上杆套；18.液压千斤挺杆；19.抓斗托盘与抓斗支撑杆连接销孔；20.顶端支撑板连接孔；21.抓斗托盘中心套；22.扩孔器安装孔；23.连接器过孔；24.破碎锤油路接口；25.连接器上螺丝口；26.连接器下螺丝帽；27.上下钎杆连接套；28.油路系统液压破碎锤；29.油路系统液压油缸；30.液压同步阀；31.手控换向阀。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作出进一步的详细说明，本实施例对本发明的进一步的详细说明，并不对本发明作出任何限制。

本发明主要由钢丝绳滑轮1、顶端支撑板2、液压千斤连接销3、液压千斤4、破碎锤5、配重6、配重固定螺栓7、液压千斤与抓斗托盘连接器8、扩孔器9、抓斗托盘10、液压破碎钎上杆11、抓斗支撑杆12、抓瓣13、抓斗连杆中心套14、液压破碎钎下杆15、刀头16、液压破碎钎上杆套17、液压千斤挺杆18、抓斗托盘与抓斗支撑杆连接销孔19、顶端支撑板连接孔20、抓斗托盘中心套21、扩孔器安装孔22、连接器过孔23、破碎锤油路接口24、连接器上螺丝口25、连接器下螺丝帽26、上下钎杆连接套27、油路系统液压破碎锤28、油路系统液压油缸29、液压同步阀30、手控换向阀31组成。

其中，钢丝绳滑轮(1)安装于顶端支撑板(2)上方，顶端支撑板(2)下面通过液压千斤连接销(3)与顶端支撑板连接孔(20)安装有液压千斤(4)与液压破碎锤(5)，液压千斤挺杆(18)端部连接着液压千斤与抓斗托盘连接器(8)，液压千斤与抓斗托盘连接器(8)安装在连接器过孔(23)中，液压破碎锤(5)的两侧通过配重固定螺栓(7)安装有配重(6)，扩孔器(9)通过扩孔器安装孔(22)安装在抓斗托盘(10)上面，抓斗托盘(10)的下方利用抓斗托盘与抓斗支撑杆连接销孔(19)连接着抓斗支撑杆(12)，抓斗支撑杆(12)连接着抓瓣(13)，抓瓣(13)通过一拉杆连接在抓斗连杆中心套(14)上，抓斗连杆中心套(14)套在液压破碎钎上下钎杆连接套(27)的上方，液压破碎钎上杆(11)装有液压破碎钎上杆套(17)并穿过抓斗托盘中心套(21)与液压破碎钎下杆(15)连接在上下钎杆连接套(27)上，液压破碎钎下杆(15)低端安装有刀头(16)，液压破碎锤(5)与液压千斤(4)的动力由地面液压动力设备提供，并根据液压系统图配置。

在地面的液压动力及起吊设备的作用下，本装置可起吊或者下放；液压破碎锤可打击，也可停止；液压抓斗可抓取物料，也可到地面卸掉物料。钢丝绳滑轮安装于顶端支撑板上方，起到设备定位与升降作用，顶端支撑板下面通过液压千斤连接销与顶端支撑板连接孔安装有液压千斤与液压破碎锤，使得液压千斤与液压破碎锤成为一体，在液压千斤与液压破碎锤动作时给予反向推力的作用。如果地面手控换向阀给到液压破碎锤工作位时，液压千斤挺杆将收缩；因为液压千斤挺杆端部连接着液压千斤与抓斗托盘连接器，液压千斤与抓斗托盘连接器安装在连接器过孔中，所以液压千斤挺杆收缩时由液压千斤与抓斗托盘连接器拉动抓斗托盘向上移动，抓斗托盘向上移动的同时带动抓斗支撑杆向上移动，这时抓瓣呈打开状态；因为抓瓣另外还通过一拉杆连接在抓斗连杆中心套上，抓斗连杆中心套相对抓斗支撑杆向上是固定的。但液压千斤挺杆全部收回，这时液压破碎锤内压力增大，液压破碎钎开始工作，形成对地层的打击力。随着液压破碎钎的打击，本装置开始下沉，但下沉到抓瓣接触到破碎物时，抓瓣反推着抓斗支撑杆向上移动，抓斗支撑杆的上移，带动了抓斗托盘向上移动，通过抓斗托盘中心套及液压千斤与抓斗托盘连接器而向上滑动，逐渐使抓斗托盘靠近液压破碎钎上杆套，液压破碎钎上杆套不断冲击抓斗托盘，又使得抓斗托盘下降，这时抓斗托盘带动抓斗支撑杆向下冲击，使得抓瓣插入破碎物中。抓瓣插入一定深度后地面手控换向阀开始换向，使得液压油反向进入液压千斤的无杆缸内，液压千斤挺杆开始推出，由于液压系统装有同步器，所以两组液压千斤同步将抓斗托盘下压，抓斗托盘的下压带动抓斗支撑杆向下移动，这时的抓瓣呈逐渐合拢的状态，也是抓斗取料的状态。由于液压系统对液压破碎锤装有单向阀，所以液压千斤挺杆推出时液压破碎锤不工作。当抓瓣完全合拢后，液压系统压力升高，地面的液压动力设备上液压表的读数也升高，这时可将地面手控换向阀打到中位，让液压油回油到油箱内，此时液压系统内压力很小。接着启动地面起吊设备，提起本装置，再将地面手控换向阀给到液压破碎锤工作位，使得液压千斤挺杆抽回，液压千斤挺杆抽回带动液压千斤与抓斗托盘连接器上升，随后带动抓斗托盘向上移动，抓斗托盘向上移动的同时带动抓斗支撑杆向上移动，这时抓瓣呈逐渐打开状态，抓瓣的开启，使得抓斗内的破碎物卸掉。值得一提是当抓瓣完全开启后，液压千斤有杆缸内液压油已满，液压油不再进入液压千斤内，全部的液压油供给液压破碎锤，此时的液压破碎锤已开始工作，由于液压破碎锤的冲击，正好给抓瓣尚未卸干净的物料以震动而脱落。卸净物料后地面手控换向阀再打到中位，此时抓瓣以完全开启，接着启动地面起吊设备，下放本装置到底后，地面手控换向阀再打到液压破碎锤工作位上，液压破碎锤开始工作，地面起吊设备随着液压破碎钎刀头的下沉，慢慢向下送钢丝绳，向下送钢丝绳的速度要以钢丝绳不松弛为宜，如果钢丝绳太松弛可导致所挖桩孔偏斜，如果钢丝绳太紧，向下送钢丝绳太慢，可产生进尺太慢的现象。

液压破碎锤的两侧通过配重固定螺栓安装有配重，对液压破碎钎打击给以反向推力与定位作用。

扩孔器通过扩孔器安装孔安装在抓斗托盘上面，在液压破碎钎上杆套冲击抓斗托盘时对抓瓣余留桩孔内的地层进行切削，保证了桩孔的几何尺寸。

抓斗连杆中心套套在液压破碎钎上下钎杆连接套的上方，以阻止抓斗连杆中心套上下滑动。上下钎杆连接套也方便了本装置的装配，同时由于液压破碎钎下杆与刀头为易损件所以也方便了更换。

液压千斤与抓斗托盘连接器是通过连接器过孔同液压千斤挺杆连接的。通过连接器上螺丝口安装到液压千斤挺杆上的。连接器下螺丝帽用来抓斗托盘提升而设置。

抓瓣的端部设有缺口，目的是在抓瓣合拢后留出液压破碎钎下杆所占用的空间。

Claims (1)

1.一种液压抓斗地下成孔装置，包括钢丝绳滑轮、顶端支撑板、液压千斤连接销、液压千斤、破碎锤、配重、配重固定螺栓、液压千斤与抓斗托盘连接器、扩孔器、抓斗托盘、液压破碎钎上杆、抓斗支撑杆、抓瓣、抓斗连杆中心套、液压破碎钎下杆、刀头、液压破碎钎上杆套、液压千斤挺杆、抓斗托盘与抓斗支撑杆连接销、顶端支撑板连接孔、抓斗托盘中心套、扩孔器安装孔、连接器过孔、破碎锤油路接口、连接器上螺丝口、连接器下螺丝帽、上下钎杆连接套，其特征是钢丝绳滑轮安装于顶端支撑板上方，顶端支撑板下面通过液压千斤连接销与顶端支撑板连接孔安装有液压千斤与液压破碎锤，液压千斤挺杆端部连接着液压千斤与抓斗托盘连接器，液压千斤与抓斗托盘连接器安装在连接器过孔中，液压破碎锤的两侧通过配重固定螺栓安装有配重，扩孔器通过扩孔器安装孔安装在抓斗托盘上面，抓斗托盘的下方利用抓斗托盘与抓斗支撑杆连接销孔连接着抓斗支撑杆，抓斗支撑杆连接着抓瓣，抓瓣通过一拉杆连接在抓斗连杆中心套上，抓斗连杆中心套套在液压破碎钎上下钎杆连接套的上方，液压破碎钎上杆装有液压破碎钎上杆套并穿过抓斗托盘中心套与液压破碎钎下杆连接在上下钎杆连接套上，液压破碎钎下杆低端安装有刀头。

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