CN105649541B - 双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法 - Google Patents

双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及桩基础施工设备领域，其提供一种双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法，双折线变幅机构包括转台、变幅油缸、下桅杆、支撑臂、支撑油缸、动臂以及桅杆油缸，所述变幅油缸的一端和所述转台铰接相连，所述变幅油缸的另一端和所述动臂铰接相连，所述动臂的一端和所述转台铰接相连，所述动臂的另一端和所述下桅杆铰接相连，所述支撑油缸的一端和所述转台铰接相连，所述支撑油缸的另一端和所述支撑臂铰接相连，所述桅杆油缸的一端和所述支撑臂铰接相连，所述桅杆油缸的另一端和所述下桅杆铰接相连，所述支撑臂的一端和所述转台铰接相连，所述支撑臂的另一端和所述桅杆油缸铰接相连。

Description

双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法
技术领域
本发明涉及桩基础施工设备领域，且特别涉及一种双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法。
背景技术
目前，旋挖钻机的变幅机构按照结构形式主要分为两种：平行四边形式和双大三角式。
双大三角式变幅机构的支撑点相对靠外，支撑角度大，工作稳定性高，便于入岩，但其桅杆后倾角度一般只有15°至20°，重心较高，所以这种旋挖钻机不可能在不拆卸钻杆的情况下越过10°以上的坡度，也无法越过一些空中的障碍，例如电线、高架桥等。而要在不平整或者有空中障碍的工地进行短距离转移，必须拆掉钻杆、钻具、上桅杆和吊锚架等部件，极其不便。
平行四边形式变幅机构的旋挖钻机可通过自身结构的变形来实现桅杆的向后折叠，大大降低重心，从而便于短距离转移，其运输时也无需拆卸过多部件，便于运输，但其工作时桅杆油缸对桅杆的支撑角度小，工作稳定性相对较差，不利于入岩。
根据上述两种变幅机构的特点，目前中小旋挖钻机一般采用平行四边形式变幅机构，而大型旋挖钻机一般采用双大三角式变幅机构。
在现有技术中，双大三角式变幅机构虽也可通过桅杆油缸支撑点的滑动来实现桅杆向后折叠，但此种结构必然存在间隙，因此抗震性差。这种旋挖钻机在入岩时，由于整机震动大，也无法满足旋挖钻机在入岩时的工作要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法，该双折线旋挖钻机在短距离转移时，不需拆卸钻杆和动力头，可将桅杆向后折叠至水平状态，对工地要求低且工作稳定高。
本发明实施例提供一种双折线变幅机构，包括转台、变幅油缸、下桅杆、支撑臂、支撑油缸、动臂以及桅杆油缸，所述变幅油缸的一端和所述转台铰接相连，所述变幅油缸的另一端和所述动臂铰接相连，所述动臂的一端和所述转台铰接相连，所述动臂的另一端和所述下桅杆铰接相连，所述支撑油缸的一端和所述转台铰接相连，所述支撑油缸的另一端和所述支撑臂铰接相连，所述桅杆油缸的一端和所述支撑臂铰接相连，所述桅杆油缸的另一端和所述下桅杆铰接相连，所述支撑臂的一端和所述转台铰接相连，所述支撑臂的另一端和所述桅杆油缸铰接相连。
进一步地，所述桅杆油缸和所述支撑臂、所述下桅杆与所述转台构成一个三角结构，所述支撑油缸、所述支撑臂与所述转台构成另一个三角结构。
进一步地，所述变幅油缸和所述转台通过第四轴铰接相连，所述变幅油缸和所述动臂通过第七轴铰接相连，所述动臂和所述转台通过第二轴铰接相连，所述动臂和所述下桅杆通过第八轴铰接相连，所述支撑油缸和所述转台通过第三轴铰接相连，所述支撑油缸和所述支撑臂通过第五轴铰接相连，所述桅杆油缸和所述支撑臂通过第六轴铰接相连，所述桅杆油缸和所述下桅杆通过第九轴铰接相连，所述支撑臂和所述转台通过第一轴铰接相连。
进一步地，在所述下桅杆上，所述第九轴位于所述第八轴的上方。
进一步地，在所述转台上，所述第一轴位于所述第二轴、所述第三轴以及所述第四轴的后方。
进一步地，在所述动臂上，所述第七轴靠近所述第八轴且位于所述第八轴的下方。
进一步地，在所述支撑臂上，所述第五轴靠近所述第六轴且位于所述第六轴的下方。
进一步地，本发明提供一种双折线旋挖钻机，其包括如上所述的双折线变幅机构。
进一步地，本发明提供一种双折线旋挖钻机的折桅控制方法，所述折桅控制方法用于对所述的双折线旋挖钻机进行折桅控制，包括如下步骤：
a.保持所述支撑油缸和所述变幅油缸的行程不变，控制只收缩所述桅杆油缸，但此时所述桅杆油缸没有到达最短行程；
b.保持所述桅杆油缸和所述支撑油缸的行程不变，控制只收缩所述变幅油缸至其最短行程；
c.保持所述支撑油缸和所述变幅油缸的行程不变，控制只收缩所述桅杆油缸至其最短行程；
d.保持所述桅杆油缸和所述变幅油缸的行程不变，控制只收缩所述支撑油缸至其最短行程。
本发明实施例提供的双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法，桅杆油缸的支撑点靠后，支撑角大，工作稳定高；由于桅杆油缸和支撑臂、下桅杆与转台构成了一个三角结构，支撑油缸、支撑臂与转台构成了另一个三角结构，这样结构稳固，使得双折线旋挖钻机的稳定性好。本发明实施例提供的双折线旋挖钻机采用双折线变幅机构，使得其在短距离转移时，通过交替收缩桅杆油缸、支撑油缸和变幅油缸即可将桅杆向后折叠至水平的短距离运输状态，不需要拆卸钻杆和动力头就可实现短距离转移，整机重心较低，可在较陡的地面上通行无阻，也能很好地避让高空障碍，且可节省大量时间，提高工作效率，降低对工地要求。
附图说明
图1为本发明实施例双折线旋挖钻机的工作状态的结构示意图。
图2为本发明实施例双折线旋挖钻机的短距离运输状态的结构示意图。
图3为本发明实施例双折线旋挖钻机的倒桅步骤一的示意图。
图4为本发明实施例双折线旋挖钻机的倒桅步骤二的示意图。
图5为本发明实施例双折线旋挖钻机的倒桅步骤三的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1为本发明实施例中双折线旋挖钻机的工作状态的结构示意图。请参图1，该双折线旋挖钻机包括转台5、变幅油缸6、下桅杆7、钻杆8、动力头9、支撑臂10、支撑油缸11、动臂14、桅杆油缸17、上桅杆19以及吊锚架20。
变幅油缸6的一端和转台5通过第四轴4铰接相连，变幅油缸6的另一端和动臂14通过第七轴15铰接相连。更具体地，本实施例中，变幅油缸6的缸筒一端通过第四轴4与转台5铰接相连，变幅油缸6的活塞杆一端通过第七轴15与动臂14的上端铰接相连。
动臂14的一端和转台5通过第二轴2铰接相连，动臂14的另一端和下桅杆7通过第八轴16铰接相连。更具体地，本实施例中，动臂14的下端部通过第二轴2与转台5铰接相连，动臂14的上端部通过第八轴16与下桅杆7铰接相连。其中，在动臂14上，变幅油缸6与动臂14的铰接点(第七轴15)靠近动臂14与下桅杆7的铰接点(第八轴16)且位于动臂14与下桅杆7的铰接点(第八轴16)下方，即第七轴15靠近第八轴16且位于第八轴16的下方。
支撑油缸11的一端和转台5通过第三轴3铰接相连，支撑油缸11的另一端和支撑臂10通过第五轴12铰接相连。更具体地，本实施例中，支撑油缸11的缸筒一端通过第三轴3与转台5铰接相连，支撑油缸11的活塞杆一端通过第五轴12与支撑臂10的上端铰接相连。
桅杆油缸17的一端和支撑臂10通过第六轴13铰接相连，桅杆油缸17的另一端和下桅杆7通过第九轴18铰接相连。更具体地，本实施例中，桅杆油缸17的缸筒一端通过第六轴13与支撑臂10的上端部铰接相连，桅杆油缸17的活塞杆一端通过第九轴18与下桅杆7铰接相连。其中，在下桅杆7上，桅杆油缸17与下桅杆7的铰接点(第九轴18)位于动臂14与下桅杆7的铰接点(第八轴16)上方，即第九轴18位于第八轴16的上方；其中，在支撑臂10上，支撑油缸11与支撑臂10的铰接点(第五轴12)靠近支撑臂10与桅杆油缸17的铰接点(第六轴13)且位于支撑臂10与桅杆油缸17的铰接点(第六轴13)下方，即第五轴12靠近第六轴13且位于第六轴13的下方。
支撑臂10的一端和转台5通过第一轴1铰接相连，支撑臂10的另一端和桅杆油缸17通过第六轴13铰接相连。更具体地，本实施例中，支撑臂10的下端部通过第一轴1与转台5铰接相连，支撑臂10的上端部通过第六轴13与桅杆油缸17铰接相连。其中，在转台5上，支撑臂10与转台5的铰接点(第一轴1)位于动臂14与转台5的铰接点(第二轴2)、支撑油缸11与转台5的铰接点(第三轴3)以及变幅油缸6与转台5的铰接点(第四轴4)后方，即第一轴1位于第二轴2、第三轴3以及第四轴4的后方。
本实施例中，该旋挖钻机工作时，桅杆油缸17的下铰点(第六轴13)对应位于驾驶室(图未示)的后方，这样支撑角(图中θ角)较大，稳定性好，有利于入岩。此种状态下，桅杆油缸17和支撑臂10、下桅杆7与转台5之间构成了一个三角结构，支撑油缸11、支撑臂10与转台5之间构成了另一个三角结构，这样结构稳固，使得本实施例提供的双折线旋挖钻机在稳定性方面与现有采用双大三角式变幅机构的旋挖钻机是一样的。
本实施例中，在该旋挖钻机的工作半径一定的情况下，当需要较大的支撑角θ时，可使支撑油缸11伸出以带动支撑臂10围绕第一轴1顺时针旋转，即可获得更大的支撑角θ，以提高工作状态下的稳定性。当支撑油缸11收缩时，可以带动支撑臂10围绕第一轴1逆时针旋转，从而保证桅杆可向后折叠90°至水平状态。
本实施例中，通过变幅油缸6的伸出或收缩，可以带动动臂14围绕第二轴2转动，从而能够调整双折线旋挖钻机的工作半径。
在本实施例中，优选地，各轴(即第一轴至第九轴)均为销轴。由于连接桅杆油缸17的第六轴13和第九轴18均为销轴，其轴孔虽为间隙配合，但该间隙与现有技术中通过桅杆油缸支撑点的滑动来实现桅杆向后折叠所存在的间隙相比小的多，抗震性也强得多，能够适应旋挖钻机的入岩工况要求。
当本实施例的双折线旋挖钻机需要短距离转移时，可以交替收缩桅杆油缸17、支撑油缸11和变幅油缸6，以从图1所示的工作状态到达如图2所示的短距离运输状态。因此，本发明实施例还提供一种上述双折线旋挖钻机的折桅控制方法，具体包括如下步骤：
首先，保持支撑油缸11和变幅油缸6的行程不变，控制只收缩桅杆油缸17至如图3所示状态，但此时桅杆油缸17没有到达最短行程，可以靠监控桅杆油缸17的后倾角度达到精确控制的目的；
其次，保持桅杆油缸17和支撑油缸11的行程不变，控制只收缩变幅油缸6至其最短行程，达到如图4所示状态；
然后，保持支撑油缸11和变幅油缸6的行程不变，控制只收缩桅杆油缸17至其最短行程，达到如图5所示状态；
最后，保持桅杆油缸17和变幅油缸6的行程不变，控制只收缩支撑油缸11至其最短行程，就可以达到如图2所示的短距离运输状态。
在图2所示的短距离运输状态下，桅杆向后折叠至水平，整机重心较低，可在较陡的地面上通行无阻，也能很好地避让高空障碍。在短距离转移时，不需要拆卸钻杆8和动力头9就可实现转移，能够节省很多时间，可提高工作效率，降低对工地要求。而且在图2所示的折桅状态下，也可以比较方便地完成吊锚架滑轮等运动部件的维护保养。
本发明实施例提供的双折线变幅机构、双折线旋挖钻机及折桅控制方法，桅杆油缸的支撑点靠后，支撑角大，工作稳定高；由于桅杆油缸和支撑臂、下桅杆与转台构成了一个三角结构，支撑油缸、支撑臂与转台构成了另一个三角结构，这样结构稳固，使得双折线旋挖钻机的稳定性好。本发明实施例提供的双折线旋挖钻机采用双折线变幅机构，使得其在短距离转移时，通过交替收缩桅杆油缸、支撑油缸和变幅油缸即可将桅杆向后折叠至水平的短距离运输状态，不需要拆卸钻杆和动力头就可实现短距离转移，整机重心较低，可在较陡的地面上通行无阻，也能很好地避让高空障碍，且可节省大量时间，提高工作效率，降低对工地要求。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种双折线变幅机构，其特征在于，包括转台(5)、变幅油缸(6)、下桅杆(7)、支撑臂(10)、支撑油缸(11)、动臂(14)以及桅杆油缸(17)，所述变幅油缸(6)的一端和所述转台(5)铰接相连，所述变幅油缸(6)的另一端和所述动臂(14)铰接相连，所述动臂(14)的一端和所述转台(5)铰接相连，所述动臂(14)的另一端和所述下桅杆(7)铰接相连，所述支撑油缸(11)的一端和所述转台(5)铰接相连，所述支撑油缸(11)的另一端和所述支撑臂(10)铰接相连，所述桅杆油缸(17)的一端和所述支撑臂(10)通过第六轴(13)铰接相连，所述桅杆油缸(17)的另一端和所述下桅杆(7)通过第九轴(18)铰接相连，所述支撑臂(10)的一端和所述转台(5)铰接相连，所述支撑臂(10)的另一端和所述桅杆油缸(17)铰接相连。
2.如权利要求1所述的双折线变幅机构，其特征在于，所述桅杆油缸(17)和所述支撑臂(10)、所述下桅杆(7)与所述转台(5)构成一个三角结构，所述支撑油缸(11)、所述支撑臂(10)与所述转台(5)构成另一个三角结构。
3.如权利要求1所述的双折线变幅机构，其特征在于，所述变幅油缸(6)和所述转台(5)通过第四轴(4)铰接相连，所述变幅油缸(6)和所述动臂(14)通过第七轴(15)铰接相连，所述动臂(14)和所述转台(5)通过第二轴(2)铰接相连，所述动臂(14)和所述下桅杆(7)通过第八轴(16)铰接相连，所述支撑油缸(11)和所述转台(5)通过第三轴(3)铰接相连，所述支撑油缸(11)和所述支撑臂(10)通过第五轴(12)铰接相连，所述支撑臂(10)和所述转台(5)通过第一轴(1)铰接相连。
4.如权利要求3所述的双折线变幅机构，其特征在于，在所述下桅杆(7)上，所述第九轴(18)位于所述第八轴(16)的上方。
5.如权利要求3所述的双折线变幅机构，其特征在于，在所述转台(5)上，所述第一轴(1)位于所述第二轴(2)、所述第三轴(3)以及所述第四轴(4)的后方。
6.如权利要求3所述的双折线变幅机构，其特征在于，在所述动臂(14)上，所述第七轴(15)靠近所述第八轴(16)且位于所述第八轴(16)的下方。
7.如权利要求3所述的双折线变幅机构，其特征在于，在所述支撑臂(10)上，所述第五轴(12)靠近所述第六轴(13)且位于所述第六轴(13)的下方。
8.一种双折线旋挖钻机，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的双折线变幅机构。
9.一种双折线旋挖钻机的折桅控制方法，其特征在于，所述折桅控制方法用于对权利要求8所述的双折线旋挖钻机进行折桅控制，包括如下步骤：
(a).保持所述支撑油缸(11)和所述变幅油缸(6)的行程不变，控制只收缩所述桅杆油缸(17)，但此时所述桅杆油缸(17)没有到达最短行程；
(b).保持所述桅杆油缸(17)和所述支撑油缸(11)的行程不变，控制只收缩所述变幅油缸(6)至其最短行程；
(c).保持所述支撑油缸(11)和所述变幅油缸(6)的行程不变，控制只收缩所述桅杆油缸(17)至其最短行程；
(d).保持所述桅杆油缸(17)和所述变幅油缸(6)的行程不变，控制只收缩所述支撑油缸(11)至其最短行程。
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