CN105756060A - 一种自动接钻杆式搅拌桩机 - Google Patents

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杨国明
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种自动接钻杆式搅拌桩机，包括桩机底盘、动力头、升降式推进架、钻头、多节钻杆和控制台，在桩机底盘前端一侧上安装有回转式机械手，在桩机底盘前端另一侧安装有分度定位旋转装置，分度定位旋转装置的底盘上竖直安放有多根待接的钻杆，回转式机械手根据控制台的命令，伸臂抓紧待接的钻杆，回臂将钻杆放置到动力头下方，在升降式推进架的底端安装有一对夹紧器，上夹紧器和下夹紧器用于夹紧相邻的两根钻杆，使相邻的两根钻杆对接或拆卸。本发明能够在空间受限工况下进行搅拌桩施工，成本低、不污染环境，解决了采用高压旋喷桩在既有铁路线旁施工时引起的既有线路微观翘曲轨道变形问题。

Description

一种自动接钻杆式搅拌桩机
技术领域
本发明涉及一种搅拌桩机，尤其是一种自动接钻杆式搅拌桩机。
背景技术
在铁路、公路、建筑、市政、水利、港口工程的搅拌桩施工中，通常会遇到空间受限工况，例如，野外高压线施工、既有铁路线旁施工、厂房内施工等等。通用搅拌桩机高度不能满足施工需要，所以现有施工通常采用高压旋喷桩解决，其弊端是成本高、污染环境，且易引起既有铁路轨道变形，影响既有铁路正常运营。另一种方法是人工接钻杆打搅拌桩，与高压旋喷桩同样弊端是成本高、污染环境且效率低，并且工作人员的有一定的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种动力侧置，钻杆自封闭，自动接钻杆式搅拌桩机，适合狭窄空间施工，克服高压旋喷桩与人工接钻杆打搅拌桩的弊端。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动接钻杆式搅拌桩机，包括桩机底盘、动力头、升降式推进架、钻头、多节钻杆和控制台，在桩机底盘前端一侧上安装有回转式机械手，在桩机底盘前端另一侧安装有分度定位旋转装置，分度定位旋转装置的底盘上竖直安放有多根待接的钻杆，回转式机械手根据控制台的命令，伸臂抓紧待接的钻杆，回臂将钻杆放置到动力头下方，在升降式推进架的底端安装有一对夹紧器，上夹紧器和下夹紧器用于夹紧相邻的两根钻杆，使相邻的两根钻杆对接或拆卸。
所述的动力头为横置式动力头，包括液压马达、减速器和输出端，采用双马达横置式对称布置在减速器的两端，马达轴线与输出端轴线垂直。
每个马达带动一个输入小伞齿轮，两个输入小伞齿轮带动一个输出大伞齿轮，两个输入小伞齿轮分别与输出大伞齿轮交角为90度，输出大伞齿轮带动输出端转动，输出端输出动力。
所述的回转式机械手为具有3个自由度的回转式机械手。
所述的控制台为PLC智能控制系统。
所述的钻杆为钻杆的两头分别带有单向阀的自封闭钻杆。
所述的单向阀为同向布置的两个钢球式直通单向阀。
本发明的有益效果是：能够在空间受限工况下进行搅拌桩施工，例如，野外高压线下施工、既有铁路线旁施工、厂房内施工等等。与现有施工采用高压旋喷桩比较，成本低、不污染环境，解决了采用高压旋喷桩在既有铁路线旁施工时引起的既有线轨道变形问题，克服高压旋喷桩与人工接钻杆打搅拌桩的弊端。
附图说明
图1是本发明自动接钻杆式搅拌桩机的结构示意图。
图2是本发明自动接钻杆式搅拌桩机的侧面示意图。
图3是本发明自动接钻杆式搅拌桩机的俯视示意图。
图4是本发明自动接钻杆式搅拌桩机的单节钻杆的结构示意图。
图5是本发明自动接钻杆式搅拌桩机的动力头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1-5所示，本发明的自动接钻杆式搅拌桩机，包括桩机底盘1、动力头2、升降式推进架3、钻头8、多节钻杆13和控制台15，在桩机底盘1前端一侧上安装有回转式机械手5，在桩机底盘1前端另一侧安装有分度定位旋转装置9，分度定位旋转装置9的底盘上竖直安放有多根待接的钻杆13，回转式机械手5根据控制台15的命令，伸臂抓紧待接的钻杆13，回臂将钻杆放置到动力头2下方，在升降式推进架3的底端安装有一对夹紧器，上夹紧器6和下夹紧器7用于夹紧相邻的两根钻杆，使相邻的两根钻杆对接或拆卸。
所述的动力头2为横置式动力头，包括液压马达21、减速器和输出端24，采用双马达横置式对称布置在减速器的两端，马达轴线与输出端轴线垂直。每个马达带动一个输入小伞齿轮22，两个输入小伞齿轮22带动一个输出大伞齿轮23，两个输入小伞齿轮分别与输出大伞齿轮交角为90度，输出大伞齿轮带动输出端转动，输出端输出动力。大大减少动力头占据的桩机进给空间。
所述的回转式机械手5为具有3个自由度的回转式机械手。
所述的控制台15为PLC智能控制系统。
所述的钻杆13为钻杆的两头分别带有单向阀的自封闭钻杆。单向阀为同向布置的两个钢球式直通单向阀。
首先下夹紧器7将钻头8在预定位置夹紧；分度定位旋转装置9输送钻杆13到位，回转式机械手5取钻杆并送到指定位置，动力头2旋进，进行螺纹连接，从而完成钻杆对接，下夹紧器7松开，给进机构10和动力头2实施钻进作业，达到限定位置。下夹紧器7夹紧已安装的钻杆13，上夹紧器6进行松扣作业，松扣后回位，动力头2反转松扣，动力头2上升到最高位置。重复上述安装钻杆操纵动作，实现钻杆依次钻入，达到施工设计深度。按照施工工艺要求进行分段成桩作业。当桩机每完成一次成桩作业后，动力头到达预定位置后，按照拆卸钻杆程序，自动拆卸一级钻杆。整个过程采用PLC控制技术实现自动接钻杆。
更换钻杆时采用换向回流技术，当桩机进行成桩喷浆作业时，远程控制气动换向球阀12实现浆液输送；喷浆作业完成后，控制换向阀切换到回流状态。
钻杆13为钻杆的两头分别带有单向阀的自封闭钻杆，实现钻杆自封闭功能，当桩机进行成桩喷浆作业时，远程控制气动换向球阀实现浆液输送，钻杆自动封闭单向阀在压力作用下打开，实现喷浆作业。喷浆作业完成后，控制换向阀切换到回流状态，输送浆液的压力消失，钻杆自封闭装置启动，封闭各空间的浆液，达到防止存在钻杆内的浆液流出，同时防止桩基的浆液返涌。
拆卸钻杆程序-：当桩机完成最深级成桩作业后，动力头2上升到达预定位置后，动力头反转完成上钻杆下端丝扣完全脱开后，上夹紧器6夹紧上钻杆，机械手5同时抓紧钻杆；动力头2反转进行松扣作业，完全脱扣后，动力头2上升到最高位。上夹紧器6松开回位，机械手5将钻杆送到分度定位旋转装置9后，机械抓手松开退回初始位置，保持待机状态。动力头向下旋进，与下一级钻杆对接，同时松开下夹紧器7，对接完成后桩机进行第二级成桩作业。二级成桩完成后，重复上述拆卸钻杆程序，并且循环到结束。
本发明解决现有搅拌桩机无法在低空受限场地进行成桩施工作业问题。解决现有桩机施工中人工接换钻杆的高强度、高造价、高危险和低效率问题。解决更换钻杆过程中跑漏浆、桩基返浆，浪费材料和污染环境的问题。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (7)

1.一种自动接钻杆式搅拌桩机，包括桩机底盘(1)、动力头(2)、升降式推进架(3)、钻头(8)、多节钻杆(13)和控制台(15)，其特征在于，在桩机底盘(1)前端一侧上安装有回转式机械手(5)，在桩机底盘(1)前端另一侧安装有分度定位旋转装置(9)，分度定位旋转装置(9)的底盘上竖直安放有多根待接的钻杆(13)，回转式机械手(5)根据控制台(15)的命令，伸臂抓紧待接的钻杆(13)，回臂将钻杆放置到动力头(2)下方，在升降式推进架(3)的底端安装有一对夹紧器，上夹紧器(6)和下夹紧器(7)用于夹紧相邻的两根钻杆，使相邻的两根钻杆对接或拆卸。
2.根据权利要求1所述的自动接钻杆式搅拌桩机，其特征在于，所述的动力头(2)为横置式动力头，包括液压马达、减速器和输出端，采用双马达横置式对称布置在减速器的两端，马达轴线与输出端轴线垂直。
3.根据权利要求2所述的自动接钻杆式搅拌桩机，其特征在于，每个马达带动一个输入小伞齿轮，两个输入小伞齿轮带动一个输出大伞齿轮，两个输入小伞齿轮分别与输出大伞齿轮交角为90度，输出大伞齿轮带动输出端转动，输出端输出动力。
4.根据权利要求1所述的自动接钻杆式搅拌桩机，其特征在于，所述的回转式机械手(5)为具有3个自由度的回转式机械手。
5.根据权利要求1所述的自动接钻杆式搅拌桩机，其特征在于，所述的控制台(15)为PLC智能控制系统。
6.根据权利要求1-5任一项所述的自动接钻杆式搅拌桩机，其特征在于，所述的钻杆(13)为钻杆的两头分别带有单向阀(11)的自封闭钻杆。
7.根据权利要求6所述的自动接钻杆式搅拌桩机，其特征在于，所述的单向阀(11)为同向布置的两个钢球式直通单向阀。
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