CN103774638A - 臂管融合式履带强夯置换机 - Google Patents

Abstract

本发明臂管融合式履带强夯置换机属于工程机械技术领域，适用于软性地基的加固工程，作为专用设备用于强夯置换作业的强夯置换机。强夯置换机由履带底盘、导向筒、沉管、调平拔管复合系统、下锁环组件、上锁环组件、强夯系统、锁环驱动液压缸系统组成。强夯置换机采用沉管代替常用的臂架，实现臂管融合；在强夯作业时，沉管可跟进下沉至夯击深度；并可制动卷扬，利用夯锤空中制动的惯性，实现动力压迫沉管下沉功能；调平拔管复合系统不但可以实现对整机的调平，还可提供足够的拔管力，将整机抬起，实现强力拔管功能。整机具有实现方便、快捷、成本低、适应多种土层特性的优点。

Description

臂管融合式履带强夯置换机

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，涉及一种适用于软性地基的加固工程，作为专用设备用于强夯置换作业的强夯置换机。

背景技术

目前，软性地基加固施工经常采用钢筋混凝土灌注桩，主要成孔方法有钻孔灌注桩和沉管灌注桩。钻孔桩通常采用螺旋钻机施工，但孔壁容易塌落，向孔内灌注困难，混凝土浇灌质量不稳定。沉管灌注桩，将钢套管强制压入地基中，然后边浇筑混凝土边锤击或振动边拔管而成的桩，方便下钢筋笼和灌注混凝土，成桩质量稳定。但钢套管头部需要封闭，采用活瓣式桩尖时机构复杂、容易损坏，采用预制钢筋混凝土桩靴又增加了施工成本。遇到局部硬土层时，由于套管强度限制，不能采用大的锤击力，而振动打桩力通常不足，造成下管困难。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，发明了一种臂管融合式履带强夯置换机，本发明中夯锤在沉管内运动，沉管底部不再做封闭处理，简化结构、降低成本。夯锤先夯击成孔，而后沉管可跟进下沉至夯孔深度，对成孔孔壁进行有效的支撑保护，解决孔壁塌落的问题；而且即使遇到局部硬土层时，由于沉管底部不再封闭，仍然能采用大的锤击力进行作业，保证工作效率。本发明将强夯法和沉管灌注桩方法加以巧妙结合，发挥各自优势，整机具有实现方便、快捷、成本低、适应多种土层特性的优点。

本发明采用的技术方案是一种臂管融合式履带强夯置换机，其特征在于，整机由履带底盘1、导向筒5、沉管7、调平拔管复合系统、下锁环组件、上锁环组件、强夯系统、锁环驱动液压缸系统组成；

所述履带底盘1上装有导向筒5，导向筒5的上端安装有上锁环组件，下锁环组件可在导向筒5中上下移动；沉管7套接在导向筒5内，沉管7上焊有限制沉管7周向转动的导向键7a，沉管7顶端开有斜口7b；卷扬10安装在履带底盘1的后侧；

所述调平拔管复合系统由四个调平拔管液压缸2和一个调平板3组成，四个调平拔管液压缸2的缸体分别安装在履带底盘1的四个角上，四个调平拔管液压缸2的液压杆分别铰接在调平板3的四个铰耳上；

所述下锁环组件由下锁环壳体4、固定双向楔块14、活动双向楔块15、限位销16、复位弹簧17、下托环18和下锁环液压缸19组成；固定双向楔块14安装在下锁环壳体4上，活动双向楔块15的楔面与固定双向楔块14的楔面相对安装，限位销16穿过固定双向楔块14的通孔与活动双向楔块15连接在一起，允许活动双向楔块15相对固定双向楔块14有径向和轴向的位移，复位弹簧17安装在固定双向楔块14的竖向圆孔内，复位弹簧17上端与限位销16接触，下端与下托环18接触，下托环18与下锁环壳体4通过下锁环液压缸19相连接；

所述上锁环组件由上锁环壳体6、上锁环液压缸9、固定单向楔块20、圆环板21、螺栓22和活动单向楔块23组成；固定单向楔块20安装在上锁环壳体6上，螺栓22穿过圆环板21的通孔与活动单向楔块23连接在一起，允许活动单向楔块23相对圆环板21有径向和轴向的位移，圆环板21与上锁环壳体6通过液压缸9相连接；

所述强夯系统由卷扬10、钢丝绳11、支撑滑轮12和夯锤13组成；卷扬10安装在履带底盘1上，支撑滑轮12安装在沉管7的顶端位置，钢丝绳11缠绕在卷扬10、支撑滑轮12上，并连接在夯锤13上；

所述锁环驱动液压缸系统由两个液压缸8组成，其缸体分别与调平板3铰接，其液压杆分别与下锁环壳体4铰接，两个液压缸8为对称安装。

本发明的效果和益处是：臂管融合式履带强夯置换机采用沉管代替常用的臂架提升夯锤，实现臂管融合；在强夯作业时，夯锤夯击成孔，沉管可跟进下沉至夯击深度，对成孔孔壁进行有效的支撑保护；当锁环驱动液压缸无法使沉管下沉至夯孔深度时，制动卷扬，利用夯锤空中制动的惯性，实现动力压迫沉管下沉功能；调平拔管复合系统不但可以实现对整机的调平,即保证沉管始终竖直，还可在锁环驱动液压缸无法将沉管从夯孔中拔出时，提供足够的拔管力，将整机抬起，实现强力拔管功能。整机将强夯法和沉管灌注桩方法加以巧妙结合，发挥各自优势，整机具有实现方便、快捷、成本低、适应多种土层特性的优点。

附图说明

图1是本发明的整机正视图，图2是本发明的整机侧视图，图3是本发明的下锁环组件俯视图，图4是图3的A-A截面图，图5是本发明的上锁环组件俯视图，图6是图5的B-B截面图。

图中：1—履带底盘、2—调平拔管液压缸、3—调平板、4—下锁环壳体、5—导向筒、6—上锁环壳体、7—沉管、7a—导向键、7b—斜口、8—锁环驱动液压缸、9—上锁环液压缸、10—卷扬、11—钢丝绳、12—支撑滑轮、13—夯锤、14—固定双向楔块、15—活动双向楔块、16—限位销、17—复位弹簧、18—下托环、19—下锁环液压缸、20—固定单向楔块、21—圆环板、22—螺栓、23—活动单向楔块。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，臂管融合式履带强夯置换机由履带底盘1、导向筒5、沉管7、调平拔管复合系统、下锁环组件、上锁环组件、强夯系统、锁环驱动液压缸系统组成。履带底盘1用于整机行走，其上装有导向筒5，导向筒5的上端安装有上锁环组件，下锁环组件可在导向筒5中上下移动；沉管7套接在导向筒5内，沉管7上焊有限制沉管7周向转动的导向键7a，沉管7顶端开有斜口7b，沉管7顶端安装有支撑滑轮12，夯锤13可在沉管7内运动；卷扬10安装在履带底盘1的后侧；调平拔管复合系统由四个调平拔管液压缸2和一个调平板3组成，其作用有二：其一调平，整机在到达作业地点后，先由四个调平拔管液压缸2伸出，使调平板3支在地面上，然后四个调平拔管液压缸2a分别进行调整，可实现对整机的调平,即保证沉管6竖直；其二拔管，在锁环驱动液压缸8和下锁环3无法将沉管6拔出时，提供足够的拔管力，将整机抬起，实现强力拔管功能。

图3是本发明的下锁环俯视图，图4是图3的A-A截面图。下锁环组件由下锁环组件由下锁环壳体4、固定双向楔块14、活动双向楔块15、限位销16、复位弹簧17、下托环18和下锁环液压缸19组成。下锁环组件中的活动双向楔块15在下锁环液压缸19的驱动下可沿轴向与径向移动，与沉管7形成自锁关系，锁环驱动液压缸8驱动下锁环组件运动，即可驱动沉管7运动，可以实现沉管7的下沉与拔出。

图5的是本发明的上锁环俯视图，图6是图5的B-B截面图。上锁环组件由上锁环壳体6、上锁环液压缸9、固定单向楔块20、圆环板21、螺栓22和活动单向楔块23组成。上锁环液压缸9的伸缩运动，可驱动圆环板21沿轴向运动，从而带动活动单向楔块23产生轴向与径向移动，与沉管7形成自锁与解锁关系。

本发明工作原理是：整机首先由调平拔管复合系统进行调平，保证沉管7竖直，沉管7代替常用的臂架提升夯锤13，夯锤13在沉管7中运动，进行强夯作业，沉管7时时跟进下沉至夯击深度，直至夯孔深度满足要求，而后由其他设备向夯孔内输送碎石料等填埋料，每填埋一定深度后，就将沉管7拔出一定高度，再用夯锤13对已填埋料进行夯实，如此重复动作，直至将夯孔填满，沉管7完全从夯孔中拔出，完成作业。

本发明工作流程是：整机在履带底盘1的驱动下到达作业地点，先由四个调平拔管液压缸2伸出，使调平板3支撑在地面上，然后四个调平拔管液压缸2分别进行调整，可实现对整机的调平,即保证沉管7竖直；沉管7代替常用的臂架提升夯锤13，卷扬10带动夯锤13在已竖直的沉管7中运动，对沉管7下方进行强夯；沉管7可跟进下沉至夯击深度，沉管7的下沉方式有三种：一是靠沉管7自重下沉，二是靠下锁环组件与上锁环组件的交替解锁与自锁，锁环驱动液压缸8的伸缩，驱动沉管7下沉至夯孔深度；三是当锁环驱动液压缸8无法驱动沉管7下沉至夯孔深度时，制动卷扬10，利用夯锤13空中制动的惯性，实现动力压迫沉管7继续下沉；夯锤13重复夯击，沉管7不断下沉，直至夯孔深度满足要求，此时将夯锤13拎至沉管7的顶端位置，与斜口7b保持一定的间隙，而后由其他设备通过该间隙向夯孔内输送碎石料等填埋料。每填埋一定深度后，需将沉管7向上拔出稍小于该深度的距离，并用夯锤13对填埋的物料进行夯击，以确保填埋桩的承载能力满足要求，如此重复动作，直至将夯孔填满，沉管7完全从夯孔中拔出。沉管7的拔出方式有两种：一是依靠下锁环组件与上锁环组件的交替解锁与自锁，锁环驱动液压缸8的伸缩，将沉管7从夯孔中拔出，二是当下锁环驱动液压缸8无法将沉管7从夯孔中拔出时，调平拔管复合系统的四个调平拔管液压缸2同时伸出，为其提供足够的拔管力，将整机抬起，实现强力拔管。

Claims (1)

1.一种臂管融合式履带强夯置换机，其特征在于，强夯置换机由履带底盘（1）、导向筒（5）、沉管（7）、调平拔管复合系统、下锁环组件、上锁环组件、强夯系统、锁环驱动液压缸系统组成；

所述履带底盘（1）上装有导向筒（5），导向筒（5）的上端安装有上锁环组件，下锁环组件可在导向筒（5）中上下移动；沉管（7）套接在导向筒（5）内，沉管（7）上焊有限制沉管（7）周向转动的导向键（7a），沉管（7）顶端开有斜口（7b），卷扬（10）安装在履带底盘（1）的后侧；

所述调平拔管复合系统由四个调平拔管液压缸（2）和一个调平板（3）组成，四个调平拔管液压缸（2）的缸体分别安装在履带底盘（1）的四个角上，四个调平拔管液压缸（2）的液压杆分别铰接在调平板（3）的四个铰耳上；

所述下锁环组件由下锁环壳体（4）、固定双向楔块（14）、活动双向楔块（15）、限位销（16）、复位弹簧（17）、下托环（18）和下锁环液压缸（19）组成；固定双向楔块（14）安装在下锁环壳体（4）上，活动双向楔块（15）的楔面与固定双向楔块（14）的楔面相对安装，限位销（16）穿过固定双向楔块（14）的通孔与活动双向楔块（15）连接在一起，允许活动双向楔块（15）相对固定双向楔块（14）有径向和轴向的位移，复位弹簧（17）安装在固定双向楔块（14）的竖向圆孔内，复位弹簧（17）上端与限位销（16）接触，下端与下托环（18）接触，下托环（18）与下锁环壳体（4）通过下锁环液压缸（19）相连接；

所述上锁环组件由上锁环壳体（6）、上锁环液压缸（9）、固定单向楔块（20）、圆环板（21）、螺栓（22）和活动单向楔块（23）组成；固定单向楔块（20）安装在上锁环壳体（6）上，螺栓（22）穿过圆环板（21）的通孔与活动单向楔块（23）连接在一起，允许活动单向楔块（23）相对圆环板（21）有径向和轴向的位移，圆环板（21）与上锁环壳体（6）通过液压缸（9）相连接；

所述强夯系统由卷扬（10）、钢丝绳（11）、支撑滑轮（12）和夯锤（13）组成；卷扬（10）安装在履带底盘（1）上，支撑滑轮（12）安装在沉管（7）的顶端位置，钢丝绳（11）缠绕在卷扬（10）、支撑滑轮（12）上，并连接在夯锤（13）上；

所述锁环驱动液压缸系统由两个液压缸（8）组成，其缸体分别与调平板（3）铰接，其液压杆分别与下锁环壳体（4）铰接，两个液压缸（8）为对称安装。

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