CN102172988B - 一种用于cfg桩的桩头切割机 - Google Patents

Abstract

本发明属于路基和地基加固工程中CFG桩施工机械装置的技术领域，具体涉及一种用于CFG桩的桩头切割机，解决了已有切割机存在性能不完善、不能满足CFG桩桩头切割要求的问题。用于CFG桩的桩头切割机，包括控制系统；控制系统还包括切割锯的竖向微调控制系统，竖向微调控制系统包括竖向传动丝杆，竖向传动丝杆与相对竖向支撑架固定的上部丝母以及可相对竖向支撑架滑动也可相对竖向支撑架固定的下部丝母配合连接，下部丝母通过连接件与电动机连接。本发明实现了切割过程能环向、径向和竖向的三维切割控制，保证切割过程装置性能稳定，提高了标准化作业的工效，减小了操作空间和降低施工风尘污染。

Description

一种用于CFG桩的桩头切割机

技术领域

本发明属于路基和地基加固工程中CFG 桩施工机械装置的技术领域，具体涉及一种用于CFG 桩的桩头切割机。

背景技术

在路基和地基加固工程中，CFG 桩( 指砂、碎石、水泥、粉煤灰或矿渣等组成的混合料所形成的桩体) 的桩头切割目前有两种方法。一种是人工法，即：利用小型挖掘机进行桩间土清理，清理完成后，人工用风镐或手工锯条进行桩头切除，该方法存在劳动强度大、工效指标低、桩头切割平整度差、易造成浅层断桩、施工环境差等缺点。另一种是机械法，即：全部或部分清理桩间土，清理完成后，用桩头切割机在人员操作下自动切割，该方法可解决上述方法存在的缺点，且可实现文明施工和标准化施工，是今后的发展方向。但是，目前第二种方法使用极少，主要是CFG 桩的桩头切割机类型极少或设备性能不完善等原因造成，已公开的设备仅有中国专利(ZL200810080285.9) 所完成的CFG 桩环向切割机，该装置切割锯的移动依靠上、下皮带轮的皮带传动系统，切割锯的转动依靠操作杆、拔插和定位销等构件，切割锯在高度方向的调整依靠圆圈支架定位，无法进行微调，并不能很好地满足CFG 桩切割的要求。

发明内容

本发明为了解决现有CFG 桩的桩头切割施工过程中“人工法”存在的诸多不足，而已有切割机存在性能不完善、不能满足CFG 桩桩头切割要求的问题，提供了一种操作更加快捷、稳定、安全和精确的用于CFG 桩的桩头切割机。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种用于CFG 桩的桩头切割机，包括支架系统、切割系统、冷却系统、控制系统；切割系统包括切割锯，切割锯连接驱动其转动的电动机的电机轴；控制系统包括切割锯的径向移动控制系统以及环向转动控制系统；其特征在于所述的控制系统还包括切割锯的竖向微调控制系统，竖向微调控制系统包括竖向传动丝杠，竖向传动丝杠与相对竖向支撑架固定的上部丝母以及可相对竖向支撑架滑动也可相对竖向支撑架固定的下部丝母配合连接，下部丝母通过连接件与电动机连接，竖向传动丝杠最上部设置手柄。

竖向支撑架上还设置有套筒，套筒位于上部丝母下方，套筒包括上节套筒、中部套筒以及下节套筒；上节套筒上设置有可将其与竖向支撑架相对固定的固定螺栓，中部套筒上固定有连接钢板，连接钢板上固定电动机，下节套筒与下部丝母固定连接。

连接钢板上开设有滑槽，径向移动控制系统包括摇臂，摇臂包括相互铰接的两节；其中一节摇臂的铰接端与上节套筒固定连接，而其自由端设置有丝母，丝母内穿设有水平传动丝杠；另一节摇臂的自由端设有凸块，凸块插入连接钢板的滑槽并可相对滑槽滑动；水平传动丝杠的一端连接摇杆，另一端穿于另一节摇臂上固定的丝母内，且水平传动丝杠的端部设有螺母。

支架系统包括机身支架以及底部支架，机身支架底部通过滚轮放置于底部支架上，机身支架包括竖向支撑架以及竖向支撑架上、下的环形架。环向转动系统就是通过转动机身支架的上部环形架，带动机身支架底部的滚轮沿底座支架环向转动。

冷却系统包括设置于支架系统上部的水箱以及水管，水管一端通过控制阀连接水箱，水管另一端靠近切割锯。

竖向支撑架上还设置有限位螺母，限位螺母位于套筒下方，保护切割锯不会下降过低，被破坏。

本发明通过优化布局和功能，既实现了CFG 桩桩头的机械切割，又保证了切割过程能环向、径向和竖向的三维切割控制，与现有技术和装置相比，具有如下优点：

1、避免了传统人工法存在的劳动强度大、工效指标低、桩头切割平整度差、易造成浅层断桩、施工环境差等缺点。

2、采用环形底座支撑平整体系，极大提高了在切割桩头过程中桩头平整度精度，避免了在切割过程中产生斜向和竖向的裂纹。

3、该切割机可通过自身微调控制系统实现切割锯切割位置的精确定位，同时采用机械传动的径向切割，保证切割过程装置性能稳定。

4、提高了标准化作业的工效，达到机械化作业要求，一片切割机可切割15-20 根/h。

5、与传统的施工方式相比，减小了操作空间和降低施工风尘污染。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

图中：1- 底座支架，2- 三角刃脚，3- 竖向支撑架，4- 滚轮，5- 环形架，6- 切割锯，7- 电动机，8- 电机轴，9- 水箱，10- 水管，11- 摇臂，12- 摇杆，13- 水平传动丝杠，14- 手柄，15- 竖向传动丝杠，16- 限位螺母，17- 固定螺栓，18- 上部丝母，19- 下部丝母，20- 上节套筒，21- 中部套筒，22- 下节套筒，23- 连接钢板。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

一种用于CFG 桩的桩头切割机，包括支架系统、切割系统、冷却系统、控制系统，支架系统包括钢管制作的底座支架、钢板或钢管制作的三角刃脚、钢管制作的竖向支撑架、滚轮和钢管制作的机身支架，切割系统包括硬质合金制作的切割锯、三相异步电动机、电机轴和电源控制开关，冷却系统包括矩形槽、水箱、水管和控制阀，控制系统包括切割锯径向移动控制系统( 包括可弯曲的摇臂、摇杆、水平传动丝杠和带有滑槽的连接钢板)、环向转动( 包括机身支架、滚轮) 和微调控制系统( 包括手柄、竖向传动丝杠、分节套筒、固定螺栓、上部丝母、下部丝母)。

首先在CFG 桩上安装底座支架，底座支架在径向按120°设置3 个三角刃脚，保证切割机的整体稳定和平整，然后将底座支架以上全部制作好的上部装置通过滚轮( 在机身支架下方按120°设置3 个) 放置于底座支架上，以便切割机能通过滚轮进行环向转动；其中一根竖向支撑架上焊接矩形槽，并内置水箱，水管一端与水箱通过控制阀连接，方便冷却水控制，另一端靠近切割锯，当切割开始后将水管对准切割锯浇水冷却，并可通过控制阀调节冷却水的流量及喷洒时间；其中一根竖向支撑架上设置带有固定螺栓的上节套筒，下节套筒与下部丝母固定相连，中部套筒与带有滑槽的连接钢板固定相连，该竖向支撑架与上部丝母固定相连，连接钢板上面固定电动机，切割锯通过电机轴与电动机连接；竖向传动丝杠最上部设置手柄，中部与设置有套筒的竖向支撑架、下节套筒通过上部和下部丝母连接，当松开套筒的固定螺栓时，通过旋转手柄带动竖向传动丝杠，可实现套筒沿竖向支撑架上下滑动，从而实现与套筒固定相连的切割系统上下微调，当切割锯调至设计标高时，拧紧固定螺栓，防止竖直方向发生上下位移；摇臂的一端固定在中部套筒上，另一端与连接钢板的滑槽相连，通过旋转摇杆带动水平传动丝杠来控制切割锯的径向切割；通过旋转机身支架带动切割机沿底座支架转动，从而达到环向切割。

具体实施过程：

1、切割机上部结构制作：在其中一根竖向支撑架上焊接矩形槽，并内置水箱，水管一端与水箱通过控制阀连接，方便冷却水控制，另一端靠近切割锯，当切割开始后将水管对准切割锯浇水冷却，并可通过控制阀调节冷却水的流量及喷洒时间；其中一根竖向支撑架上设置带有固定螺栓的上节套筒，下节套筒与下部丝母固定相连，中部套筒与带有滑槽的连接钢板固定相连，该竖向支撑架与上部丝母固定相连，连接钢板上面固定电动机，切割锯通过电机轴与电动机连接；竖向传动丝杠最上部设置手柄，中部与设置有套筒的竖向支撑架、下节套筒通过上部和下部丝母连接，当松开套筒的固定螺栓时，通过旋转手柄带动竖向传动丝杠，可实现套筒沿竖向支撑架上下滑动，从而实现与套筒固定相连的切割系统上下微调，当切锯至设计标高时，拧紧固定螺栓，防止竖直方向发生上下位移；摇臂的一端固定在中部套筒上，另一端与连接钢板的滑槽相连，通过旋转摇杆带动水平传动丝杠来控制切割锯的径向切割；通过旋转机身支架带动切割机沿底座支架转动，从而达到环向切割；

2、切割机安装：首先在CFG 桩上安装底座支架，底座支架在径向按120°设置3 个三角刃脚，保证切割机的整体稳定和平整，然后将底座支架以上全部制作好的上部装置通过滚轮( 在机身支架下方按120°设置3 个) 放置于底座支架上，以便切割机能环向转动；

3、实施前的准备工作：

(1) 进行桩间土清理和平整场地。

(2) 底座支架用Φ30×2.5mm 钢管制作成适合CFG 桩桩径的圆环。

(3) 切割锯采用Φ300×3mm 锯齿圆形刀片，电动机采用功率为3KW 三相异步电动机。

4、操作规程：

(1) 使用前必须检查是否有摩擦碰撞现象，装置转动是否灵活。

(2) 检查电机运转方向是否符合指定方向。

(3) 检查水箱水量是否充足，工作时必须向刀盘处输送冷却水，且水流的位置在切割锯切进混凝土桩的一侧。

(4) 检查摇臂是否灵活，必要时补充润滑油。

(5) 检查丝杠是否顶紧，防止在切割过程中电机颤抖。

(6) 电源控制开关必须完好无损。

(7) 操作人员操纵手柄作切割运动时，用力应均匀，平稳，切勿用力过猛，以免过载使切割刀体卡住以及烧坏电机。

(8) 使用完毕，切断电源，整理放置好。

Claims (4)

1.一种用于CFG桩的桩头切割机，包括支架系统、切割系统、冷却系统、控制系统；切割系统包括切割锯（6），切割锯（6）连接驱动其转动的电动机（7）的电机轴（8）；控制系统包括切割锯（6）的径向移动控制系统以及环向转动控制系统；其特征在于所述的控制系统还包括切割锯（6）的竖向微调控制系统，竖向微调控制系统包括竖向传动丝杠（15），竖向传动丝杠（15）与相对竖向支撑架（3）固定的上部丝母（18）以及可相对竖向支撑架（3）滑动也可相对竖向支撑架（3）固定的下部丝母（19）配合连接，下部丝母（18）通过连接件与电动机（7）连接；

所述的竖向支撑架（3）上还设置有套筒，套筒位于上部丝母（18）下方，套筒包括上节套筒（20）、中部套筒（21）以及下节套筒（22）；上节套筒（20）上设置有可将其与竖向支撑架（3）相对固定的固定螺栓（17），中部套筒（21）上固定有连接钢板（23），连接钢板（23）上固定电动机（7），下节套筒（22）与下部丝母（19）固定连接；

连接钢板（23）上开设有滑槽，径向移动控制系统包括摇臂（11），摇臂（11）包括相互铰接的两节；其中一节摇臂的铰接端与上节套筒（20）固定连接，而其自由端设置有丝母，丝母内穿设有水平传动丝杠（13）；另一节摇臂的自由端设有凸块，凸块插入连接钢板的滑槽并可相对滑槽滑动；水平传动丝杠（13）的一端连接摇杆（12），另一端穿于另一节摇臂上固定的丝母内，且水平传动丝杠（13）的端部设有螺母；

支架系统包括机身支架以及底部支架（1），机身支架底部通过滚轮（4）放置于底部支架（1）上，机身支架包括竖向支撑架（3）以及竖向支撑架上、下的环形架（5）。

2.根据权利要求1所述的用于CFG桩的桩头切割机，其特征在于竖向传动丝杠最上部设置手柄。

3.根据权利要求1或2所述的用于CFG桩的桩头切割机，其特征在于冷却系统包括设置于支架系统上部的水箱（9）以及水管（10），水管（10）一端通过控制阀连接水箱（9），水管（10）另一端靠近切割锯（6）。

4.根据权利要求3所述的用于CFG桩的桩头切割机，其特征在于竖向支撑架（3）上还设置有限位螺母（16），限位螺母（16）位于套筒下方。