CN107916667A - 防桩机立柱变形的安装结构及其液压控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明防桩机立柱变形的安装结构及其液压控制系统和方法，其中安装结构包括：工作装置、立柱、钢丝绳、设置在斜撑上的斜撑油缸、涨拉油缸、机身平台；所述工作装置设置于立柱的一侧；斜撑油缸设置于立柱的对侧，斜撑油缸的上端与立柱的上部连接，其下端与机身平台连接；所述涨拉油缸的一端固定在机身平台上，另一端通过钢丝绳与立柱上端固定连接。液压控制系统包括：梭阀组、涨拉油缸、平衡阀、溢流阀、阀组一、阀组二、阀组三、斜撑油缸一和斜撑油缸二，还提供上述液压控制系统的液压控制方法。本发明通过增加涨拉油缸可以提高立柱的稳定性，适应更复杂的工况环境，在同等工作装置及负载的情况下，可以将立柱和斜撑设计得更加轻巧，降低成本。

Description

防桩机立柱变形的安装结构及其液压控制系统和方法

技术领域

本发明涉及一种防桩机立柱变形的安装结构及其液压控制，具体涉及一种通过增设涨拉油缸实现防止桩机立柱变形的安装结构及其液压控制系统和方法。

背景技术

桩机是一种用于打桩的桩工机械，也可用于高铁建设。2012-2016年中国桩机行业市场分析与投资前景研究报告显示：桩机品种繁多，最常用的几种：螺旋打桩机、柴油锤打桩机、正反循环钻机、冲击钻机、插板机、夯扩桩机等。随着全世界金融风暴的降临，各国都在执行刺激内需政策，我国每年在基础设施方面的投资比重较大，特别是高铁的飞速发展，带动了桩工机械的新一轮高潮。

桩机一般由顶部滑轮组、立柱、斜撑杆、底盘、行走机构、回转机构、卷扬机构、操纵室、液压系统及电气系统等组成。目前桩机的立柱垂直度一般由两根斜撑油缸控制，在一些立柱需要承载很大负载或者携带大型工作装置时，立柱会发生弯曲变形，为了控制这种变形，一般采用加大立柱和斜撑油缸的面积，或改善立柱及斜撑的结构。但是加大立柱和斜撑油缸的面积会使得立柱和斜撑油缸显得粗重，同时也会增加设计及制造的成本；而改善立柱及斜撑的结构会使得立柱及斜撑的设计更加复杂，也会增加设计的成本。

对比文件1：CN106925627A公开一种立柱变形纠正装置，包括拉杆、活塞、进油管和用于防止漏油的柱塞，所述立柱的顶部的一侧设有活塞口，所述拉杆的一端与所述活塞固定配合，所述拉杆通过所述活塞安装在所述活塞口处，所述拉杆的另一端固定在所述立柱的底部，所述活塞与所述立柱之间设有立柱受力腔，所述进油管安装在所述立柱的顶部且位于所述拉杆的侧边，所述进油管的油路与所述立柱受力腔连通，所述柱塞安装在油路的外端，通过在立柱上安装一个通过油压驱动的拉杆，从而对立柱变形部位施加一个压力，使立柱产生一个反向变形，从而实现对立柱数值变形的纠正。该对比文件公开的立柱变形纠正装置用于加工机床立柱，与本发明的桩机立柱不属于同一技术领域。

本发明提供一种防桩机立柱变形的安装结构。并提供了操控该结构的液压系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是防桩机立柱变形的安装结构及其液压控制系统的操作方法；该结构通过增设一个涨拉油缸，涨拉油缸在不带负载的情况下处于轻微涨紧状态，当工作负载变大后，涨拉油缸及连接涨拉油缸的钢丝绳会产生一个拉力，抵抗负载带给立柱的变形力，从而减小立柱的变形，提高立柱的稳定性，使桩机能适应更复杂的工况环境；同等工作装置及负载的情况下，可以将立柱和斜撑设计得更加轻巧，降低设计和制造成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种防桩机立柱变形的安装结构，具体包括：

工作装置(负载)、立柱、钢丝绳、设置在斜撑上的斜撑油缸、涨拉油缸、机身平台；

所述工作装置设置于立柱的一侧；斜撑油缸设置于立柱的对侧，斜撑油缸的上端与立柱的上部连接，其下端与机身平台连接；斜撑油缸包括斜撑油缸一和斜撑油缸二，斜撑油缸一和斜撑油缸二的下端分别设置在机身平台两侧；

所述立柱安装在机身平台的前端；

所述涨拉油缸的一端固定在机身平台上，另一端通过钢丝绳与立柱上端固定连接。

进一步地，

所述涨拉油缸为一个或多个并联。

立柱主要由平台及与平台连接的斜撑油缸保持其工作状态，工作装置(负载)在工作状态时，工作装置会给立柱一个与负载方向相同的力，当立柱高度越高或者工作装置(负载)越大，立柱的变形量越大。在工作装置(负载)不工作的情况下，涨拉油缸处于轻微涨紧状态，当桩机工作时，工作装置(负载)变大后，涨紧油缸和钢丝绳会产生一个与变形力相对的拉力，以抵抗工作装置(负载)带给立柱的变形。

本发明还提供上述防桩机立柱变形安装结构的液压控制系统，包括：

梭阀组、涨拉油缸、平衡阀、溢流阀、阀组一、阀组二、阀组三、斜撑油缸一和斜撑油缸二；

所述平衡阀安装于涨拉油缸上；

阀组一对应连接涨拉油缸；阀组二对应连接斜撑油缸一；阀组三对应连接斜撑油缸二；

所述斜撑油缸一、斜撑油缸二和涨拉油缸均设有大腔和小腔，斜撑油缸一、斜撑油缸一及涨拉油缸的大腔、小腔均通过管路与梭阀组连接；

所述溢流阀连接在涨拉油缸小腔进油管，位于平衡阀进油口之前。

具体地，

所述平衡阀安装在涨拉油缸的小腔上。

本发明还提供上述液压控制系统的液压控制方法，具体包括如下步骤：

S1、调节立柱的垂直度：当桩机工作时，需要保持立柱垂直，才能保证桩机的正常施工；通过操作阀组二控制斜撑油缸一，阀组三控制斜撑油缸二，调节好立柱的垂直度，保持立柱垂直以保证桩机正常施工；

S2、立柱垂直度调整完后，通过操作阀组一将涨拉油缸调试到钢丝绳拉紧状态,此时通过调节溢流阀的压力设定涨拉油缸的初始拉紧力；

S3、当在立柱一侧安装工作装置时，立柱产生朝工作装置(负载)方向变形的趋势，同时会对连接在立柱对侧的钢丝绳产生一个拉力，钢丝绳将拉力传递到涨拉油缸，涨拉油缸小腔液压油产生一个抵抗立柱变形的压力，该压力的大小通过安装在涨拉油缸小腔的平衡阀调节。

进一步地，

所述液压控制方法还包括步骤：

S4、当桩机的位置发生改变，因地面平整度差异，需要重新调整立柱的垂直度；在重新调整立柱垂直度过程中，参照步骤S1调整好立柱的垂直度，操作斜撑油缸，涨拉油缸自动卸载,立柱的垂直度调整好后，参照步骤S2调试涨拉油缸到初始拉紧状态；然后重复步骤S3进行液压控制调节。

因为在重新调整立柱垂直度的过程中，当斜撑油缸一和/或斜撑油缸二向前伸出调整立柱垂直度时，斜撑油缸一和/或斜撑油缸二将在立柱顶端产生一个与工作装置(负载)方向相同的力，如果涨拉油缸依然处于涨紧状态，斜撑油缸产生的推力与涨拉油缸的产生的拉力方向相反，则有可能损坏该结构。本方案中操作斜撑油缸，涨拉油缸会自动卸载，可以避免损坏该结构。

进一步地，

由于斜撑油缸一、斜撑油缸二、涨拉油缸的大、小腔均通过管路与梭阀组连接，当操作阀组一、阀组二及阀组三中的任一阀组时，工作回路的压力油都会通过梭阀组进入到安装于涨拉油缸上的平衡阀开启口，当压力达到设定值，平衡阀打开；涨拉油缸的小腔通过回油管路与油箱连通。

通过上述连接方案，在调整立柱时，只要操作阀组一、阀组二及阀组三中的任一阀组时，平衡阀会自动打开卸载，不再需要操作涨拉油缸卸载平衡阀，可提高操作的安全系数，同时简化操作。

进一步地，

当步骤S3中钢丝绳将拉力传递到涨拉油缸，涨拉油缸在工作状态时，涨拉油缸的小腔液压油承受钢丝绳拉力；

随着工作装置(负载)的增加，立柱产生的与工作装置方向相同的变形力同时增加，涨拉油缸的小腔的压力增加，涨拉油缸小腔的压力由安装在油缸上的平衡阀设定；通过设定平衡阀的压力，调节涨拉油缸的额定工作拉力，以抵抗立柱变形的压力；

如此重复步骤S3，实现对上述立柱变形安装结构的液压控制。

本发明的有益效果：

本发明通过增加涨拉油缸可以提高立柱的稳定性，适应更复杂的工况环境。在同等工作装置及负载的情况下，可以将立柱和斜撑设计的更加轻巧，降低成本。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1防桩机立柱变形的安装结构的结构示意图；

图2为本发明实施例2安装结构的液压控制系统结构示意图；

附图标记：

工作装置(负载)1；立柱2；钢丝绳3；涨拉油缸4；机身平台5；油箱6；梭阀组7；涨拉油缸8；平衡阀9；溢流阀10；阀组一11；阀组二12；阀组三13；斜撑油缸一14；斜撑油缸二15；

图中A1-A3、B1-B3为对应阀组的管路接口(油口)。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种防桩机立柱变形的安装结构，具体包括：

工作装置(负载)1、立柱2、钢丝绳3、设置在斜撑上的斜撑油缸、涨拉油缸4、机身平台5；

工作装置(负载)1设置于立柱2的一侧；斜撑油缸设置于立柱2的对侧，斜撑油缸的上端与立柱2的上部连接，其下端与机身平台6连接；斜撑油缸包括斜撑油缸一14和斜撑油缸二15，斜撑油缸一14和斜撑油缸二15的下端分别设置在机身平台6两侧；

立柱2安装在机身平台5的前端；

涨拉油缸4的一端固定在机身平台5上，另一端通过钢丝绳3与立柱2上端固定连接。

涨拉油缸4可以为一个或多个并联。

由于立柱1主要由机身平台5及与机身平台5连接的斜撑油缸保持其工作状态，工作装置(负载)1在工作状态时，工作装置(负载)1会给立柱2一个与负载方向相同的力，当立柱2高度越高或者工作装置1越大，立柱2的变形量越大。在工作装置(负载)1不工作的情况下，涨拉油缸4处于轻微涨紧状态，当桩机工作时，工作装置(负载)1变大后，涨紧油缸4和钢丝绳3会产生一个与变形力相对的拉力，因此可以抵抗工作装置(负载)1带给立柱2的变形。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种针对实施例1所述的防桩机立柱变形安装结构的液压控制系统，具体包括：

梭阀组7、涨拉油缸4、平衡阀9、溢流阀10、阀组一11、阀组二12、阀组三13、斜撑油缸一14和斜撑油缸二15；

平衡阀9安装于涨拉油缸4上；

阀组一11对应连接涨拉油缸4；阀组二12对应连接斜撑油缸一14；阀组三13对应连接斜撑油缸二15；

斜撑油缸一14、斜撑油缸二15和涨拉油缸4均设有大腔和小腔，斜撑油缸一14、斜撑油缸一15及涨拉油缸4的大腔、小腔均通过管路与梭阀组7连接。

溢流阀10连接在涨拉油缸4小腔进油管，位于平衡阀9进油口之前。

平衡阀9具体是安装在涨拉油缸4的小腔上。

本实施例提供的液压控制系统的液压控制方法，具体如下：

S1、调节立柱2的垂直度：当桩机工作时，需要保持立柱2垂直，才能保证桩机的正常施工；通过操作阀组二12控制斜撑油缸一14，阀组三13控制斜撑油缸二15，调节好立柱2的垂直度，保持立柱2垂直以保证桩机正常施工；

S2、立柱2垂直度调整完后，通过操作阀组一11将涨拉油缸4调试到钢丝绳3拉紧状态,然后通过调节溢流阀10的压力设定涨拉油缸4的初始拉紧力；

S3、当在立柱2一侧安装工作装置(负载)1时，立柱2产生朝工作装置1方向变形的趋势，同时会对连接在立柱2对侧的钢丝绳3产生一个拉力，钢丝绳3将拉力传递到涨拉油缸4，涨拉油缸4小腔液压油产生一个抵抗立柱2变形的压力，该压力的大小通过安装在涨拉油缸4小腔的平衡阀9调节。

S4、当桩机的位置发生改变，因地面平整度差异，需要重新调整立柱2的垂直度；在重新调整立柱2垂直度过程中，参照步骤S1调整好立柱2的垂直度；即：通过操作阀组二12控制斜撑油缸一14，阀组三13控制斜撑油缸二15，调节好立柱1的垂直度；操作斜撑油缸14(15)，涨拉油缸4会自动卸载，立柱2的垂直度调整好后，将涨拉油缸4参照步骤S2重新调整到初始涨紧状态；然后重复步骤S3进行液压控制调节。

在步骤S4，重新调整立柱垂直度的过程中，当斜撑油缸一14和/或斜撑油缸二15向前伸出调整立柱2垂直度时，斜撑油缸一14和/或斜撑油缸二15将在立柱2顶端产生一个与工作装置1(负载)方向相同的力，如果涨拉油缸4依然处于涨紧状态，斜撑油缸14(15)产生的推力与涨拉油缸4的产生的拉力方向相反，则有可能损坏该涨拉油缸结构。在该实施例中，斜斜撑油缸一14、斜撑油缸二15、涨拉油缸3的大、小腔均通过管路与梭阀组7连接，当操作阀组一11、阀组二12及阀组三13中的任一阀组时，工作回路的压力油都会通过梭阀组7进入到安装于涨拉油缸4上的平衡阀9开启口，当压力达到设定值，平衡阀9打开；涨拉油缸4小腔与油箱6连通，涨拉油缸4会自动卸载，能有效防止在重新调整立柱5垂直度的过程中损坏该涨拉油缸结构。

通过上述连接方案，在调整立柱2时，只要操作阀组一11、阀组二12及阀组三13中的任一阀组时，平衡阀9会自动打开卸载，不再需要操作涨拉油缸4卸载平衡阀9，可提高操作的安全系数，同时简化操作。

当步骤S3中钢丝绳3将拉力传递到涨拉油缸4，涨拉油缸4在工作状态时，涨拉油缸4的小腔液压油承受钢丝绳拉力；

随着工作装置(负载)1的增加，立柱2产生的与工作装置方向相同的变形力也会同时增加，涨拉油缸4的小腔的压力增加，涨拉油缸4小腔的压力可以由安装在涨拉油缸4上的平衡阀9设定；通过设定平衡阀9的压力，可以调节涨拉油缸4的额定工作拉力，以抵抗立柱2变形的压力。

如此重复步骤S3，实现上对述立柱变形安装结构的液压控制。

本发明的有益效果：

本发明通过增加涨拉油缸4可以提高立柱2的稳定性，适应更复杂的工况环境。在同等工作装置(负载)1的情况下，可以将立柱2和斜撑设计的更加轻巧，降低成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.防桩机立柱变形的安装结构，其特征在于，具体包括：

工作装置、立柱、钢丝绳、设置在斜撑上的斜撑油缸、涨拉油缸、机身平台；

所述工作装置设置于立柱的一侧；斜撑油缸设置于立柱的对侧，斜撑油缸的上端与立柱的上部连接，其下端与机身平台连接；斜撑油缸包括斜撑油缸一和斜撑油缸二，斜撑油缸一和斜撑油缸二的下端分别设置在机身平台两侧；

所述立柱安装在机身平台的前端；

所述涨拉油缸的一端固定在机身平台上，另一端通过钢丝绳与立柱上端固定连接。

2.根据权利要求1所述的防桩机立柱变形的安装结构，其特征在于，

所述涨拉油缸为一个或多个并联。

3.防桩机立柱变形的安装结构的液压控制系统，其特征在于，包括：

梭阀组、涨拉油缸、平衡阀、溢流阀、阀组一、阀组二、阀组三、斜撑油缸一和斜撑油缸二；

所述平衡阀安装于涨拉油缸上；

阀组一对应连接涨拉油缸；阀组二对应连接斜撑油缸一；阀组三对应连接斜撑油缸二；

所述斜撑油缸一、斜撑油缸二和涨拉油缸均设有大腔和小腔，斜撑油缸一、斜撑油缸一及涨拉油缸的大腔、小腔均通过管路与梭阀组连接；

所述溢流阀连接在涨拉油缸小腔进油管，位于平衡阀进油口之前。

4.根据权利要求3所述的防桩机立柱变形的安装结构的液压控制系统，其特征在于，

所述平衡阀安装在涨拉油缸的小腔上。

5.防桩机立柱变形的安装结构的液压控制方法，其特征在于，

具体包括如下步骤：

S1、调节立柱的垂直度：通过操作阀组二控制斜撑油缸一，阀组三控制斜撑油缸二，调节好立柱的垂直度，保持立柱垂直以保证桩机正常施工；

S2、立柱垂直度调整完后，通过操作阀组一将涨拉油缸调试到钢丝绳拉紧状态,然后通过调节溢流阀的压力设定涨拉油缸的初始拉紧力；

S3、当在立柱一侧安装工作装置时，立柱产生朝工作装置方向变形的趋势，同时对连接在立柱对侧的钢丝绳产生一个拉力，钢丝绳将拉力传递到涨拉油缸，涨拉油缸小腔液压油产生一个抵抗立柱变形的压力，该压力的大小通过安装在涨拉油缸小腔的平衡阀调节；

S4、当桩机的位置发生改变，需要重新调整立柱的垂直度；在重新调整立柱垂直度过程中，参照步骤S1调整好立柱的垂直度，操作斜撑油缸，涨拉油缸自动卸载，立柱的垂直度调整好后，参照步骤S2调试涨拉油缸到初始拉紧状态；然后重复步骤S3进行液压控制调节。

6.根据权利要求5所述的防桩机立柱变形的安装结构的液压控制方法，其特征在于，

由于斜撑油缸一、斜撑油缸二、涨拉油缸的大、小腔均通过管路与梭阀组连接，当操作阀组一、阀组二及阀组三中的任一阀组时，工作回路的压力油都会通过梭阀组进入到安装于涨拉油缸上的平衡阀开启口，当压力达到设定值，平衡阀打开；涨拉油缸的小腔通过回油管路与油箱连通。

7.根据权利要求5所述的防桩机立柱变形的安装结构的液压控制方法，其特征在于，

当步骤S3中钢丝绳将拉力传递到涨拉油缸，涨拉油缸在工作状态时，涨拉油缸的小腔液压油承受钢丝绳拉力；

随着工作装置的增加，立柱产生的与工作装置方向相同的变形力同时增加，涨拉油缸的小腔的压力增加，涨拉油缸小腔的压力由安装在油缸上的平衡阀设定；通过设定平衡阀的压力，调节涨拉油缸的额定工作拉力，以抵抗立柱变形的压力；

如此重复步骤S3，实现对上述立柱变形安装结构的液压控制。