CN103241672B - 一种强夯机的卷扬装置及强夯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强夯机的卷扬装置及强夯机，在强夯机工作过程中，通过卷桶转动卷起或放开钢丝绳，并且，在相邻两次夯击后提升夯锤，控制装置计算缠绕在卷筒上的钢丝绳的长度差，获取夯击深度。本发明的强夯机的卷扬装置及强夯机，能够自动获取夯击深度，结合强夯机实际工作工况，改变以往强夯机施工模式，提高作业效率，使强夯作业更安全可靠、更方便、更舒适，为用户降低作业成本，为用户带来更大的经济效益。

Description

一种强夯机的卷扬装置及强夯机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种强夯机的卷扬装置及强夯机。

背景技术

目前，强夯机使用过程中，需要人工挂钩、夯击后需要人工测量并记录夯击深度，施工过程中投入很多人力物力，而且操作复杂影响施工效率，这种施工方式经济性很差。一般一台强夯机配3-4人，投入的人力物力较大，并且，通过人工挂钩及测量严重影响作业效率，强夯作业属于往复频繁的作业，人的劳动强度很大。人容易出现疲劳从而容易导致安全事故发生。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种强夯机的卷扬装置，能够自动获取夯击深度。

一种强夯机的卷扬装置，包括：滑轮组装置、起升装置和控制装置；所述起升装置包括卷筒；在所述滑轮组装置的下端悬挂夯锤，所述滑轮组装置通过钢丝绳与所述起升装置传动连接，并且，所述钢丝绳缠绕在所述卷桶上；其中，在夯击后，所述控制装置控制所述卷桶转动，所述卷桶卷起所述钢丝绳，提升所述夯锤，并且，所述控制装置计算相邻两次提升所述夯锤时缠绕在所述卷筒上的钢丝绳的长度差，获取夯击深度。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述起升装置包括：行程开关；所述行程开关与所述控制装置电连接；其中，所述行程开关设置在所述卷筒的下方，检测在所述卷筒上缠绕的钢丝绳的圈数是否达到设定的阈值。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述起升装置包括：为提升所述夯锤提供动力的液压装置。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述起升装置包括：测量所述液压装置压力的传感器；其中，所述传感器与所述控制装置电连接。

根据本发明的一个实施例，进一步的，当所述控制装置判断所述液压装置输出的压力达到设定的提起所述夯锤的压力时，控制所述卷桶开始卷所述钢丝绳，提升所述夯锤；当所述控制装置判断所述夯锤到达指定高度，控制所述卷桶停止卷所述钢丝绳，记录所述钢丝绳的提升圈数；在夯锤自由下落时，当所述控制装置判断所述卷桶旋转的圈数为所述提升圈数加上预设的阈值时，进行制动。

根据本发明的一个实施例，进一步的，当采用单倍率起升时，在相邻两次夯击后提升所述夯锤，提升圈数分别为a和b;当所述钢丝绳在所述卷筒的第一层时，夯击的高度差为2π×（b-a）×（R+r）；当所述钢丝绳落在所述卷筒的第n层时，n大于等于2，夯击高度差为2π×（b-a）×[R+r+1.732×（n-1）r]；其中，R为所述卷筒半径，r为所述钢丝绳半径。

根据本发明的一个实施例，进一步的，当采用n倍率起升时，n大于等于2，在相邻两次夯击后提升所述夯锤，提升圈数分别为a和b;当所述钢丝绳在所述卷筒的第一层时，夯击的高度差为(2π/n)×（b-a）×（R+r）；其中，R为所述卷筒半径，r为所述钢丝绳半径；当所述钢丝绳落在所述卷筒的第m层时，m大于等于2，夯击高度差为(2π/n)×（b-a）×[R+r+1.732×（n-1）r]；其中，R为所述卷筒半径，r为所述钢丝绳半径。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述起升装置包括：报警装置；所述报警装置与所述控制装置电连接；其中，当所述控制装置判断所述夯锤到达指定高度时，控制所述报警装置发出警报。

一种强夯机，包括：如上所述的强夯机的卷扬装置。

本发明的强夯机的卷扬装置及强夯机，能够自动获取夯击深度，结合强夯机实际工作工况，改变以往强夯机施工模式，提高作业效率，使强夯作业更安全可靠、更方便、更舒适，为用户降低作业成本，为用户带来更大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A至1C为根据本发明的强夯机的卷扬装置的一个实施例的示意图；其中，图1A为卷扬装置的整体示意图，图1B为起升装置的示意图，图1C为滑轮组装置的示意图；

图2为计算钢丝绳长度的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1A至1C为根据本发明的强夯机的卷扬装置的一个实施例的示意图。如图所示，强夯机的卷扬装置包括：滑轮组装置1、起升装置3和控制装置（在图中未画出）。

在滑轮组装置1的下端悬挂夯锤。起升装置3包括卷筒。滑轮组装置1通过钢丝绳2与起升装置3传动连接，并且，钢丝绳3缠绕在卷桶上。

如图1C所示，钢丝绳34与主臂导向滑轮31、主臂滑轮组32、吊钩滑轮组33传动连接，吊钩滑轮组33下方悬挂夯锤。吊钩滑轮组33与夯锤之间通过柔性过度链条连接。随提升高度、倍率变化对应不同长度柔性过度链条，保证卷扬制动后动滑轮组装置与夯锤不会相撞。

在强夯机工作过程中，通过卷桶转动，卷起或放开钢丝绳3，并且，在相邻两次夯击后提升夯锤，控制装置计算缠绕在卷筒上的钢丝绳的长度差，获取夯击深度。

行程开关，位置开关的一种，利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程。

接近开关也叫近接开关，又称无触点行程开关，它可以完成行程控制和限位保护。

设置具有感应提升高度的行程开关或接近开关，开关设计成无极变位实现不同高度设定，可以实现人工调整或人机对话调整。

根据本发明的一个实施例，起升装置3包括：检测夯锤到达指定高度的行程开关23或接近开关22。其中，行程开关23或接近开关22与控制装置电连接。

行程开关23设置在卷筒21的下方，检测在卷筒21上缠绕的钢丝绳的圈数是否达到设定的阈值，当钢丝绳的圈数达到阈值，将触发行程开关23，发送信号到控制装置，控制卷筒停止转动，可以避免夯锤脱钩。

在设计初将起升钢丝绳的长度计算完成，在起升机构下侧位置处行程开关23，可以检测钢丝绳在第几层的开关，通过检测钢丝绳在第几层的位置来确定高度的大小，当起升到一定高度时，行程开关23打开，吊钩停止向上运动，防止危险发生。

限位开关可以前后、左右进行调整，根据不同臂长及不同倍率进行调整。

根据本发明的一个实施例，当接近开关22判断在卷筒21第一层钢丝绳只剩三圈时，接近开关22起作用，将信号传给内部设计的离合器，将离合器关闭，强制卷筒立刻制动。

根据本发明的一个实施例，起升装置包括：为提升夯锤提供动力的液压装置、测量液压装置压力的传感器和空载快速制动装置。传感器和空载快速制动装置与控制装置电连接。

根据本发明的一个实施例，当控制装置判断液压装置输出的压力达到设定的提起夯锤的压力时，控制卷桶开始卷钢丝绳，提升夯锤。

当控制装置判断夯锤到达指定高度，控制卷桶停止卷钢丝绳，记录钢丝绳的提升圈数。

在夯锤自由下落时，当控制装置判断卷桶旋转的圈数为提升圈数加上预设的阈值时，启动空载快速制动装置。

根据本发明的一个实施例，当采用单倍率起升时，在相邻两次夯击后提升夯锤，提升圈数分别为a和b。

当钢丝绳在卷筒的第一层时，夯击的高度差为2π×（b-a）×（R+r），其中，R为卷筒半径，r为钢丝绳半径。

如图2所示，当钢丝绳落在卷筒的第n层时，n大于等于2，夯击高度差为2π×（b-a）×[R+r+1.732×（n-1）r]。

根据本发明的一个实施例，当采用n倍率起升时，n大于等于2，在相邻两次夯击后提升夯锤，提升圈数分别为a和b。当钢丝绳在卷筒的第一层时，夯击的高度差为(2π/n)×（b-a）×（R+r）；其中，R为卷筒半径，r为钢丝绳半径。当钢丝绳落在卷筒的第m层时，m大于等于2，夯击高度差为(2π/n)×（b-a）×[R+r+1.732×（n-1）r]。

根据本发明的一个实施例，起升装置包括：报警装置。报警装置与控制装置电连接。其中，当控制装置判断夯锤到达指定高度时，控制报警装置发出警报，可以是声音报警或报警灯闪烁。

根据本发明的一个实施例，起升装置3为单绳单卷筒机构，起升装置3的卷筒的提升圈数记录精度达到0.02圈，可以根据卷扬每圈钢丝绳长度和施工标准制定圈数记录精度、带载快放功能、空载快速制动功能制动时间0.05～0.1秒、

液压装置达到设定压力时，卷扬机开始记录卷扬提升圈数，夯锤到达指定点停止记录，数值记录等待后用。液压装置的设定压力可以根据夯锤重量设定。

夯锤到达预设高度时，卷扬停止运转，发出提示警告，停顿2秒，夯锤自由下落。

夯锤落地后，实现空载快速制动，下落制动时卷扬圈数为提升圈数加1到3圈根据现场土质进行设定，需要现场夯击下沉深度资料，例如，提升圈数为10圈那下落后指定圈数可以设定为11圈。

进行第2次起升、下落控制，记录相关数据，实现夯击深度输出。例如，采用单倍率起升，第一次夯击卷扬提升圈数为a圈，第二次夯击提升圈数为b圈，当钢丝绳在卷筒第一层时，夯击的高度差=2π×（b-a）×（R+r），（R为卷扬半径，r为钢丝绳半径）。

当钢丝绳落在第2层时，夯击高度差=2π×（b-a）×（R+r+1.732r）,钢丝绳落在第n层时，（n大于等于2时），夯击高度差=2π×（b-a）×[R+r+1.732×（n-1）r]。

这样往复夯击当控制装置检测到累计的夯击高度差小于等于设定高度差时，停止夯击并提示更换夯击点。

根据本发明的一个实施例，当采用2倍率起升时，例如第一次夯击卷扬提升圈数为a圈，第二次夯击提升圈数为b圈，当钢丝绳在卷筒第一层时，夯击的高度差=π×（b-a）×（R+r），（R为卷扬半径，r为钢丝绳半径）。当钢丝绳落在第n层时，（n大于等于2时），夯击高度差=π×（b-a）×[R+r+1.732×（n-1）r]。

实现设定高度、设定夯击次数的夯击时，控制装置无需记录高度差。

根据本发明的一个实施例，首先计算出从空钩降落到地面所需要的绳长，然后在起升机构附近安装限位开关，通过检测起升机构剩余钢丝绳的多少来实现空载快速制动，设计时已经计算出钢丝绳的长度。

根据本发明的一个实施例，通过程序控制强夯机的发动机工作情况，发动机能够根据负载情况调节转速、扭矩、输出功率，强夯工况分拔锤、提锤、（停锤）落锤、空载制动5个过程，要求在拔锤时发动机对应较低转速大扭矩输出，提锤时大功率输出，落锤及空载制动时发动机怠速状态小功率输出。

根据本发明的一个实施例，由于强夯过程中，单绳拉力是变化的，钢丝绳的伸长量不同，会影响高度差计算数值，通过实验进行调整。

本发明的强夯机的卷扬装置及强夯机具有下列优点：

1.强夯智能控制能够大大节省人力物力，提高作业效率，提高经济效益

2.减轻操作者劳动强度，降低施工风险

3.只需要增加很少成本，实现强大功能。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种强夯机的卷扬装置，其特征在于，包括：

滑轮组装置、起升装置和控制装置；

所述起升装置包括卷筒；在所述滑轮组装置的下端悬挂夯锤，所述滑轮组装置通过钢丝绳与所述起升装置传动连接，并且，所述钢丝绳缠绕在所述卷桶上；所述起升装置包括：行程开关；所述行程开关与所述控制装置电连接；所述行程开关设置在所述卷筒的下方，检测在所述卷筒上缠绕的钢丝绳的圈数是否达到设定的阈值；

其中，在夯击后，所述控制装置控制所述卷桶转动卷起所述钢丝绳，提升所述夯锤，并且，所述控制装置计算相邻两次提升所述夯锤时缠绕在所述卷筒上的钢丝绳的长度差，获取夯击深度；在夯锤自由下落时，当所述控制装置判断所述卷桶旋转的圈数为提升圈数加上预设的阈值时，进行制动；

当采用单倍率起升时，在相邻两次夯击后提升所述夯锤，提升圈数分别为a和b；

当所述钢丝绳在所述卷筒的第一层时，夯击的高度差为2π×(b-a)×(R+r)；

当所述钢丝绳落在所述卷筒的第n层时，n大于等于2，夯击高度差为2π×(b-a)×[R+r+1.732×(n-1)r]；

其中，R为所述卷筒半径，r为所述钢丝绳半径。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述起升装置包括：为提升所述夯锤提供动力的液压装置。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述起升装置包括：测量所述液压装置压力的传感器；

其中，所述传感器与所述控制装置电连接。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：

当所述控制装置判断所述液压装置输出的压力达到设定的提起所述夯锤的压力时，控制所述卷桶开始卷所述钢丝绳，提升所述夯锤；

当所述控制装置判断所述夯锤到达指定高度，控制所述卷桶停止卷所述钢丝绳，记录所述钢丝绳的提升圈数。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

当采用n倍率起升时，n大于等于2，在相邻两次夯击后提升所述夯锤，提升圈数分别为a和b；

当所述钢丝绳在所述卷筒的第一层时，夯击的高度差为(2π/n)×(b-a)×(R+r)；其中，R为所述卷筒半径，r为所述钢丝绳半径；

当所述钢丝绳落在所述卷筒的第m层时，m大于等于2，夯击高度差为(2π/n)×(b-a)×[R+r+1.732×(n-1)r]；

其中，R为所述卷筒半径，r为所述钢丝绳半径。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述起升装置包括：报警装置；

所述报警装置与所述控制装置电连接；

其中，当所述控制装置判断所述夯锤到达指定高度时，控制所述报警装置发出警报。

7.一种强夯机，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任意一项所述的强夯机的卷扬装置。