CN1039844C - 液压步履式打压桩机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种既可挂锤打桩又可抱桩压桩的液压步履式打压桩机。其主要特点是设备底盘架设在能纵向和横向步履的液压步履机构上；底盘上设置有带有箱式夹桩器的门式主立架、既能在打桩时用于挂锤又能在压桩时往主立架中吊喂桩柱的导杆、及作为牵引用的油马达。

用本打压桩机打桩或压桩时底盘稳定性好，夹桩压桩时对中性强、夹紧力大、导向性好、设备移动灵活，调整容易，适合各种施工场地条件使用。

Description

液压步履式打压桩机

本发明涉及基础工程中基础施工设备，是一种用压入或击打法设置基础桩柱的打压桩机。

现有设置建筑物基桩的设备——打桩机中，常用一种履带式柴油锤打桩机，包括柴油打桩锤、导杆、斜撑、A形支架、卷扬机、底盘及行走机构、操纵控制系统。导杆架设在底盘前端并用带有液压油缸的斜撑定位固定，柴油锤架设在导杆上，并用装在底盘上的卷扬机牵引使之在导杆上上下位移，底盘上中间部位装的A形支架作安装导杆时牵引导杆用，底盘可在履带行走机构上作回转运动。这种打桩机施工时噪声大、振动大、环境污染大，特别是用此打桩机在居民区域高层建筑区施工时，对周围建物影响较大，也影响居民的生活。其次，由于导杆和挂锤的高度随桩柱的加长而提高，会产生机具底盘失稳现象，影响操作安全。为克服击打式打桩机的缺点，已出现压入式压桩机。如武汉市建筑工程机械厂生产的全液压静力压桩机YZY系列产品(见胡炎林等主编、武汉工业大学出版社出版的《机械基础及建筑机械》一书第244—245页)。该机由带步履机构的框形底盘、主立架、具有夹桩和压桩功能的夹桩器、液压装置系统组成。主立架由固定在底盘上的四根槽钢柱组成，每根槽钢柱上装有供夹桩器上下运动的导轨和在其顶部装有垂直安装的液压油缸装置，其活塞杆与夹桩器相连，夹桩器包括四个相互独立的夹头板和夹头体、液压油缸装置、滚轮装置、分设在四根槽钢柱的导轨上，即四只装有夹头板的夹头体各与一组使夹头体作水平方向和垂直方向运动的液压油缸活塞相连，底盘通过支撑牛腿和弧槽形回转机构装在步履机构上方，步履机构中有两组与地面接触的船靴，一组船靴设置在框形底盘的两端，称为纵向步履船靴，另一组船靴设置在底盘两侧，称为横向步履船靴。底盘则通过铰接在其两侧的支撑牛腿和装在该牛腿上并受油缸装置控制的受力腿与船靴相连接。这种压桩机的不足是，夹紧桩柱时由四个方向用力，一方面，夹桩时四个方向的位移难以做到一致，即难以控制中心位置，并且压桩时的导向性要取决于四根槽钢柱，如有不均匀要影响压桩力。而且，相互独立的四个夹头体从四个方向夹紧桩柱时其夹紧力仅为一个油缸的力量，则夹桩力难以大幅度提高；其次，这种压桩机装在底盘上的支撑牛腿是采用铰链式结构，支撑时必须用人力操作并用撑杆固定，一方面操作劳动强度大，更在于支撑距离受牛腿长度限定而不能自由调整，这不利于适应特殊压桩条件，如压边桩时的特殊条件；再有，这种压桩机其底盘的回转机构是一种弧形导槽机构，其缺点是在负荷状态下回转时易被”挤死“，而且回转角度也小。特别是上述两种机器均只具有一种功能，为适应不同施工场合和要求，必须配备两种送桩设备，这就要坛加投资。

本发明的目的是为了提供一种既能打桩又能压桩的打压桩机，并且对关健部件：主立架、夹桩器和底盘的支撑行走机构均作了新的设计，使得夹桩压桩时对中性强、夹紧力大、导向性好，并可保证在不同施工条件下底盘具有较好的稳定性。

为实现这一目的，本液压步履式打压桩机的技术方案中包括带有液压步履机构的底盘、装有能夹紧和压入桩柱的箱式夹桩器的门式主立架和既能在打桩时用于挂锤又能在压桩时往主立架中吊放桩柱的导杆，在底盘上还装有牵引导杆安装和吊运桩柱用的油马达。门式主立架由两根槽形立柱构成，设置在底盘中部，在此主立架顶部设置有垂直安装的液压升降油缸装置，箱式夹桩器安装在主立架的导轨上，升降油缸装置的活塞杆与夹桩器相连接；主立架的顶面上装有供钢丝绳通过以吊装导杆的滑轮机构。导杆架设在位于底盘一端的导杆支座中，并用铰接在主立架两侧附近底盘上的液压斜撑定位固定：导杆顶部还装有旋转吊臂，供吊运桩柱向主立架中喂送桩柱。底盘两侧设置有液压伸缩牛腿，牛腿端部装有支腿，此支腿嵌入步履船靴中，其中，位于底盘每一侧两端的支腿嵌入纵向步履船靴中，中间的支腿嵌入横向步履船靴中。本设计中的箱式夹桩器包括四块夹头板、两只夹头体，箱体和两组液压油缸装置，两只夹头体装在箱体中，每只夹头体上配置有两块互为直角安装的夹头板，油缸活塞杆与夹头体相连结。这种结构的夹桩器，当启动液压油缸装置时，活塞杆就推或拉动夹头体在箱体中运动，使两只夹头体互相靠拢或离开，从而把置于其中心部位的桩柱夹紧或放松；当启动位于主立架上的液压升降油缸装置时，活塞杆就提拉或放下整个夹桩器：活塞杆把夹桩器往下送时即为压桩动作，往上提拉时即为往桩柱上位夹桩。

为使本发明中的夹桩器有更大的夹紧力，可在液压油缸装置与夹头体之间坛加一组倍率杠杆，并且把箱体中的两只夹头体分别设计成固定夹头体和游动夹头体，即一只夹头体固定安装在箱体一侧，另一只夹头体通过穿过箱体两侧壁的加力轴以滑动配合形式安装在箱体另一侧，在此箱体两侧壁上还对称地铰接有倍率杠杆，两侧壁外对称地装有液压油缸装置，油缸装置的活塞杆与倍率杠杆的加力端相铰链，倍率杠杆的出力端与游动夹头体上的加力轴相铰链。这种带有倍率杠杆的夹桩器，当液压油缸动作时，就使两夹头体上的夹头板间具有更大的夹紧力。

考虑到在不同施工条件下可能会有不同几何形状的桩柱，为使夹桩器中的夹头板能与几何形状不同的桩柱均有良好的接触以使桩柱夹紧面均匀受力，可把四块夹头板用销轴连接在夹头体上，以使夹头板在夹桩时具有自调能力。

为使牛腿伸缩部分的长度尽量长，可把位于底盘两侧处于对称位置的两牛腿设置在同一滑槽中，并用一组水平伸缩双头液压油缸装置与一对牛腿相连，这就比用单头油缸装置缩短了安装位置，因此就能相对坛长牛腿长度。双头液压油缸装置和两只对称牛腿安置在位于底盘中的滑槽中，油缸装置通过位于其中间部位的铰链轴和与铰链轴相铰接的万向轴铰叉架设在固定安装于底盘上的万向轴铰套中；油缸活塞杆与伸缩牛腿相铰链。这样的伸缩牛腿机构，当双头液压油缸装置动作时活塞杆就带动牛腿伸缩，可以控制两只牛腿对称伸缩，也可控制使其不对称伸缩。

本发明打压桩机的工作状态如下所述：当拟用此设备打桩时，操纵液压油缸装置控制系统使设备到达打桩位置，通过油马达、斜撑和门式主立架上的滑轮装置把导杆铰装好并挂上桩锤，即可进行打桩；打好一根桩后，操纵步履机构行走，使整个设备到达第二根桩位，即又可开始打桩。当拟用此设备压桩时，使设备到达桩位后，首先通过油马达用导杆上的旋转吊臂吊运桩柱，并操纵斜撑使导杆向门式主立架倾斜以使桩柱被喂入主立架上夹桩器的夹头板之间，其次，操纵主立架上的升降油缸装置使夹桩器尽量升高，继而操纵夹桩器上的油缸装置使夹桩器中的夹头体把桩柱夹紧，再次，操纵主立架升降油缸装置使夹桩器下降直至最低点，这时便已把桩柱压入土层中，最后，使夹头体放松对桩柱的夹紧。不断重复上述操作便可把桩柱完全压入土层。当要调整底盘位置时，只要操纵步履机构的定位状态即可。

由上可见，本发明具有打桩和压桩两种功能。用本发明打桩机打桩时底盘稳定性好；压桩时，本设备本身具有喂桩能力，夹桩压桩时对中性强，夹紧力大、导向性好，并且，本设计中的底盘步履机构使设备移动方便灵活，易于调整，调整伸缩牛腿的伸缩长度可保证在打桩时坛加底盘跨度而提高稳定性，压桩时牛腿缩进以满足打边桩的需要。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中夹桩器的俯视图。

图3为图2所示夹桩器的正视图。

图4为图1中底盘端部位于伸缩牛腿处的纵向剖视图，表示出步履机构中的牛腿伸缩机构。

图5为图1中横向步履船靴的结构示意图。

图6为本发明中底盘回转状态示意图。

现结合附图所示实施例对本发明作进一步说明。

由图1见，本打压桩机的底盘1通过伸缩牛腿9、升降支腿8架设在纵向步履船靴10和横向步履船靴11中，横向步履船靴为双层结构，两层船靴间用差动回转铰12铰接。底盘左端装有导杆支座14，导杆2架设其中并可绕其支轴摆动；导杆2上部与带有液压油缸的斜撑5相铰接，此斜撑5把导杆2定位固定在底盘上，导杆2的顶部还装有用于吊运桩柱的旋转吊臂4；打桩用的桩锤吊挂在导杆2上。门式主立架6固定设置在底盘1中部，由两根槽形立柱组成，在此两根立柱的顶面上装有滑轮机构17，顶部垂直向下装有液压升降油缸装置16，内壁上设置有导轨15，内腔中配置有夹桩器7，此夹桩器通过装于其上的滚轮架设在立柱导轨15上并且与升降油缸装置16的活塞杆相铰接，因此，活塞杆的伸缩就能带动夹桩器7沿导轨15作下降上升运动。由图见，底盘1上还装有供吊装导杆2、桩锤3及桩柱用的油马达13。

图2、图3所示为架设于门式主立架6中立柱导轨15上的供夹桩压桩用的夹桩器。由图见，该夹桩器包括箱体18、游动夹头体21、固定夹头体24，夹头板23和25、液压油缸26和30、倍率杠杆36，箱体18内装有两只夹头体21、24，其中固定夹头体24固定安装在箱体18右侧，游动夹头体21以滑动配合形式安装在箱体18左侧，通过装在此夹头体上的加力轴29与箱体相连接：夹头体21和24上各装有两块以直角形形式安装的夹头板，两块夹头板23用轴销22铰接在游动夹头体21上，另两块夹头板25用轴销2 2铰接在固定夹头体24上，箱体18两端30、34设置有用以在门式主立架导轨上滚动的滚轮装置，滚轮轴固定在箱体18上，轴上装有滚轮28；箱体两侧壁27和31外侧对称地用轴销39装有一组包括倍率臂35和横拉杆40的倍率杠杆36，在倍率臂长臂端34的端部铰链有水平安装的液压油缸装置26和30，活塞杆20和32与长臂端34相铰链，油缸装置26、30根部铰接在箱体18上的滚轮轴上，倍率杠杆36的横拉杆40其一端与倍率臂35的短臂端38相铰链、另一端与游动夹头体21上的加力轴19相铰接。这样的夹桩器，当启动箱体外侧的液压油缸装置动作时，活塞杆20、32便推动倍率臂摆动，如活塞杆伸长，倍率杠杆36中的横拉杆40就拉动加力轴39带动游动夹头体21按箱体18两侧壁所限定的位置向中心平移(即向固定夹头体24靠拢)，则夹头板23、25就能夹紧桩柱；如活塞杆缩短，则其作用力方向与上述相反，夹头板就能放松夹紧桩柱。图3中，箱体18内两端固定装有升降球座41，主立架上液压升降油缸装置的活塞杆37的球头嵌入此球座中，活塞杆37上升或下降即带动夹桩器上升或下降。

图4中清楚地表示出底盘步履机构中位于底盘同一纵向剖面上的两只伸缩牛腿的连接结构。由图见，底盘1上的滑槽43中对称地装有两只能在其中伸缩的牛腿44和48，每一伸缩牛腿的端部装有垂直安装的支腿油缸装置42、50，设置有滑槽43的底盘1上安装有一个万向轴铰套52，带动两牛腿44、48伸缩的双头油缸装置45通过位于其中心部位的轴铰46和与此轴铰相铰接的万向轴铰叉47架设在万向轴铰套52中，双头油缸装置45的两活塞杆用定位轴49、53铰接在两牛腿的端部。图中51和54为支腿油缸装置42、50中的活塞杆，其端部嵌入步履机构的步履船靴中。

由图5见，横向步履船靴为双层结构，由靴体56和靴底55构成，靴底55装有中心回转轴座64和四组成圆弧状排布的回转弹子座63，靴体56架设在回转轴座64上；靴体56中配置有两台支承小车57、62和一个液压油缸装置58，小车能在靴体中的导轨59上滚动，两小车顶部装有支承腿球座61，装在伸缩牛腿端部的支腿的球头60嵌其中，也即本发明中的底盘1通过伸缩牛腿44、48和支腿球头60架设在位于船靴中的小车上，两小车中的一台小车57与油缸装置58的活塞杆相铰接，该油缸装置的根部铰接在位于另一小车62一边的靴体56上，这样的横向步履船靴结构，当油缸装置58的活塞杆伸长时，活塞杆把与之相连的小车57向左边推，则小车57带动底盘1向左移动，同时底盘1带动小车62向左滚动，这时底盘靠向左边。在此需指出的是，这时横向步履船靴11是在纵向步履船靴着地支承着整台设备的重量而处于悬空状态下，因此，当油缸装置58的活塞缩向油缸时，由于小车上面的重量大而船靴的重量相对很小，则油缸装置通过其根部的铰接轴把横向船靴整个拉向左边，可以直至靴体56中的右侧小车62滚动到靴体的右端，或说小车57、62均不动而船靴相对向左移动直至右侧小车靠近其右端。故油缸装置58的一个工作过程(一伸一缩)使横向步履船靴向左行走了一步(约1.5米)，反之亦然。

图6表示本实施例中底盘通过其横向步履船靴11在原地回转一次后的状态，设底盘1处于正位状态时(指纵向步履船靴垂直于横向步履船靴)使纵向步履船靴离地，横向步履船靴承重，同时启动油缸装置581和582，使581的活塞杆伸长，582的活塞杆缩短，这时与581相连的小车571要带动底盘1向左位移，而与582相连的小车572要带动底盘1向右位移，则在底盘1上就产生逆时针方向的力矩，使靴体561和562绕中心回转轴座641和642相对于靴底551和552以逆时针方向转过一角度，因此，底盘1也就以逆时针方向回转一角度。与上动作相反，也可使底盘1以顺时针方向转动。当底盘1转过一角度后使纵向步履船靴11悬空并使靴底551、552与靴体561、562并位，若再使纵向步履船靴10悬空，横向步履船靴11承重，并重复上述动作时，底盘1又可转过一角度。底盘一次一次在负荷状态下转动可作360度回转，每次最大转动角度可达20度。

Claims (5)

1、一种在基础工程中既可挂锤打桩又可抱柱压桩的液压步履式打压桩机，包括带有液压步履机构的底盘，装有能夹紧和压入桩柱的箱式夹桩器的门式主立架，既能在打桩时用于挂锤又能在压桩时往主立架中吊放柱桩的导杆，在底盘上还装有牵引导杆安装和吊桩柱用的油马达，其特征在于：

(1)门式主立架由两根槽形立柱构成，设置于底盘中部，在此主立架顶面装有供钢丝通过以吊装导杆的滑轮机构，顶部垂直安装有液压升降油缸，内壁上设有供箱形夹桩器安装及移动的导轨，箱形夹桩器包括四块夹头板两只夹头体、箱体和上述两组液压升降油缸装置，两只夹头体装在箱体中，每只夹头体上配置有两块互为垂直安装的夹头板，夹头体与液压油缸的活塞杆连结。

(2)导架架设在位于底盘一端的导杆支座中，并用铰接在主立架两侧附近底盘上的液压斜撑定位固定，导杆顶部装有旋转吊臂。

(3)底盘两侧设置有液压伸缩牛腿，牛腿端部装有支腿，此支腿嵌入步履船靴中，其中位于底盘每一侧两端的支腿嵌入纵间步履船靴中，中间的支腿嵌入横向步履船靴中。

2、根据权利要求1所述的打压桩机，其特征在于在液压油缸装置(26)、(30)与夹头体(21)间有两组由倍率臂(35)和横拉杆(40)组成的倍率杠杆(36)，并把夹头体(24)固定安装在箱体(18)一侧，夹头体(21)以滑配形式装在箱体(18)另一侧，两组倍率杠杆(36)对称地铰接在箱体两侧壁上，液压油缸装置(26)、(30)的活塞杆(20)和(32)与倍率杠杆的倍率臂(35)之长臂端(34)相铰链，此倍率杠杆的横拉杆(40)其一端与倍率臂(35)的短臂端相铰接另一端与加力轴(19)相铰接。

3、根据权利要求2所述的打压桩机，其特征在于四块夹头板(23)和(25)用销轴连接在夹头体(21)和(24)上。

4、根据权利要求1所述的打压桩机，其特征在于位于底盘同一纵向剖  面上的两只伸缩牛腿(44)、(48)对称地安装在底盘1的滑槽(43)中，并与双头油缸装置(45)的两活塞杆相铰接，活塞杆铰接在伸缩牛腿(44)和(48)的端部。

5、根据权利要求1所述的打压桩机，其特征在于横向步履船靴为双层结构，由靴体(56)和靴底(55)构成，靴底(55)上装有中心回转轴座(64)和四组成圆弧状排布的回转弹子座(63)，靴体(56)架座在回转轴座(64)上。

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