CN112610153A - 一种可调储能修边方锤 - Google Patents

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任学萍
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Abstract

本发明提供一种可调储能修边方锤，属于地下连续墙施工装置的技术领域，包括两组分离式锤身以及连接两组分离式锤身的间距调节组件；两组分离式锤身之间的间距由间距调节组件调节；两组分离式锤身上均设置有贯通顶面和底面的泥浆通道，泥浆通道内设置有储能组件；储能组件包括倾斜叶片、惯性飞轮、顶帽、底帽、固定杆、传动螺旋杆、轴承、螺旋储能弹片、传动内环、传动螺旋片、传动螺旋片弹片。该可调储能修边方锤，可适应不同宽度的连续墙；在不需要增加锤体重量的基础上，下击作业时能获得更大的锤击速度和更大的锤击力。

Description

一种可调储能修边方锤
技术领域
本发明属于地下连续墙施工装置的技术领域，具体公开了一种可调储能修边方锤。
背景技术
近年来，随着城市扩张，城市地铁修建越来越多，地下连续墙是地铁车站的一种重要防护结构，应用极广。目前在国内硬岩区采用先成孔再修边成槽施工方法。
成孔一般与桥梁桩基成孔方法相同，有钻孔桩成孔、旋挖成孔等方法，均需泥浆护壁。
在成孔完成后，修边成槽需要方型修边锤，传统固定形状修边锤具有以下缺点：
1.方锤形状固定，只能对固定宽度的连续墙进行修改，即使四个面均带破碎齿，也只能对两种宽度的连续墙进行修改，适应性差；
2. 在连续墙的护壁泥浆中下击修边作业时，只能依靠在泥浆中的自由落体加速，而泥浆阻力较大，锤击岩体时速度慢，锤击力小，功效低，在硬岩中功效低的缺点尤其明显；
3.只能通过增加锤体重量来获得较大锤击力，锤体重量增加势必带来成本增加、运输困难、提升方锤的提升机功率也必须相应增加，能耗大，不利于节能减排。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调储能修边方锤，可适应不同宽度的连续墙；在不需要增加锤体重量的基础上，下击作业时能获得更大的锤击速度和更大的锤击力。
为实现上述目的，本发明提供一种可调储能修边方锤，包括两组分离式锤身以及连接两组分离式锤身的间距调节组件；两组分离式锤身之间的间距由间距调节组件调节；两组分离式锤身上均设置有贯通顶面和底面的泥浆通道，泥浆通道内设置有储能组件；储能组件包括倾斜叶片、惯性飞轮、顶帽、底帽、固定杆、传动螺旋杆、轴承、螺旋储能弹片、传动内环、传动螺旋片、传动螺旋片弹片；两组分离式锤身的倾斜叶片的倾斜方向相反；顶帽位于惯性飞轮的中心位置，顶帽和惯性飞轮通过多片倾斜叶片连接；底帽位于顶帽的下方，与顶帽围合成密封腔体，底帽和泥浆通道之间通过多根固定杆连接；传动螺旋杆设置在密封腔体内，顶端与顶帽的中心固定连接，周向设置有锯齿，锯齿的长弧面为传动螺旋杆滑动面，锯齿的短弧面为传动螺旋杆传动面，两组分离式锤身的传动螺旋杆的锯齿方向相反；轴承的外圈固定在底帽内，内圈与传动螺旋杆固定连接；传动内环设置在底帽内且转动套设在传动螺旋杆外，周向设置有安装孔，安装孔上设置有限位凸起；螺旋储能弹片设置在传动内环和底帽之间，内端和外端分别与传动内环和底帽固定连接；传动螺旋片为Z形板，包括依次连接的传动螺旋片滑动板、传动螺旋片传动板和卡板，传动螺旋片滑动板的端部与安装孔铰接，卡板卡在限位凸起上，传动螺旋片滑动板和传动螺旋片传动板分别与传动螺旋杆滑动面和传动螺旋杆传动面接触；传动螺旋片弹片位于传动螺旋片的外侧，第一端固定在安装孔内，第二端抵靠在传动螺旋片滑动板的外侧。
进一步地，倾斜叶片为向下凹陷的弧形叶片。
进一步地，储能组件还包括固定球帽头以及连接底帽和轴承外圈的轴承支架；固定球帽头与轴承的内圈固定连接，传动螺旋杆的底端固定插设在固定球帽头内。
进一步地，储能组件还包括设置在顶帽和底帽之间的密封圈以及插设在传动螺旋杆上的限位插销，限位插销的端部位于底帽内壁的限位环槽内。
进一步地，底帽上设置有贯穿侧壁的安装及检修门。
进一步地，间距调节组件包括调节螺杆、螺头、尾部螺母和两组调节螺母，螺头固定在调节螺杆的头部，尾部螺母套设在调节螺杆的尾部，两组调节螺母套设在调节螺杆上且位于螺头和尾部螺母之间；两组分离式锤身上均设置有贯通的螺杆孔，螺杆孔为阶梯孔；调节螺杆穿过两组分离式锤身的螺杆孔，螺头和尾部螺母抵靠在螺杆孔的阶梯面上，两组调节螺母分别抵靠在两组分离式锤身的内侧。
进一步地，两组分离式锤身之间设置有抗弯杆，抗弯杆为长圆形杆；抗弯杆的一端固定在分离式锤身Ⅰ的内侧，另一端与分离式锤身Ⅱ上的抗弯固定孔插接。
进一步地，分离式锤身上设置有吊环组件，吊环组件包括吊环、吊环卡、吊环弹簧和吊框；吊环卡为环形板状结构，固定在分离式锤身上；吊框包括位于吊环卡上方的框顶板以及连接框顶板和分离式锤身的框侧板；吊环的杆体穿过框顶板，底端与吊环卡转动连接，顶端设置有环体；吊环弹簧套设在框顶板和吊环卡之间的杆体上。
进一步地，两组分离式锤身外侧的底端设置有破碎齿，破碎齿外套设有破碎齿套。
进一步地，两组分离式锤身之间设置有两组间距调节组件，两组间距调节组件对称设置在泥浆通道两侧，每组间距调节组件的上下两侧分别设置有一组抗弯杆；每组分离式锤身上设置有两组吊环组件，两组吊环组件对称设置在泥浆通道两侧；传动内环上等间距设置有四个安装孔；螺旋储能弹片的数量为两个。
本发明具有以下优点：
1、可调储能修边方锤采用分离式锤身，通过间距调节组件可调节两组分离式锤身之间的距离，从而对不同宽度的连续墙进行修边，适应性强；
2、在连续墙的护壁泥浆中下击修边作业时，提升时通过储能弹片旋转收紧储能，下击时，在泥浆中通过储能弹片带动倾斜叶片旋转为锤身下击加速，提高锤击岩体时速度，增大锤击力，功效高，尤其适合在硬岩；
3、无需增加锤体重量来获得较大锤击力，可减少锤体重量，相应锤体运输、提升等能耗可大大减少，有利于节能减排。
附图说明
图1为本发明提供的可调储能修边方锤的立体图；
图2为可调储能修边方锤的俯视图；
图3为可调储能修边方锤的透视图；
图4为分离式锤身Ⅰ的立体图；
图5为分离式锤身Ⅱ的立体图；
图6为储能组件的立体图；
图7为储能组件的部分结构示意图Ⅰ；
图8为传动螺旋杆的结构示意图；
图9为储能组件的部分结构示意图Ⅱ；
图10为底帽的内部结构示意图；
图11为传动内环和螺旋储能弹片的结构示意图；
图12为图11的俯视图；
图13为间距调节组件的结构示意图；
图14为吊环组件的结构示意图。
图中：1-分离式锤身Ⅰ、2-分离式锤身Ⅱ、3-泥浆通道、4-储能组件、4.1-倾斜叶片、4.2-惯性飞轮、4.3-顶帽、4.4-底帽、4.5-固定杆、4.6-传动螺旋杆、4.6.1-传动螺旋杆滑动面、4.6.2-传动螺旋杆传动面、4.7-限位孔、4.8-固定球帽头、4.9-密封圈、4.10-安装及检修门、4.11-轴承、4.12-轴承支架、4.13-限位插销、4.14-螺旋储能弹片、4.15-传动内环、4.16-传动螺旋片、4.16.1-传动螺旋片滑动板、4.16.2-传动螺旋片传动板、4.16.3-卡板、4.17-传动螺旋片弹片、5-间距调节组件、5.1-调节螺杆、5.2-螺头、5.3-尾部螺母、5.4-调节螺母、6-抗弯杆、7-吊环组件、7.1-吊环、7.2-吊环卡、7.3-吊环弹簧、7.4-吊框、8-螺杆孔、9-抗弯固定孔、10-破碎齿及破碎齿套。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种可调储能修边方锤，包括两组分离式锤身以及连接两组分离式锤身的间距调节组件5；两组分离式锤身之间的间距由间距调节组件5调节；两组分离式锤身上均设置有贯通顶面和底面的泥浆通道3，泥浆通道3内设置有储能组件4；储能组件4包括倾斜叶片4.1、惯性飞轮4.2、顶帽4.3、底帽4.4、固定杆4.5、传动螺旋杆4.6、轴承4.11、螺旋储能弹片4.14、传动内环4.15、传动螺旋片4.16、传动螺旋片弹片4.17；两组分离式锤身的倾斜叶片4.1的倾斜方向相反，旋转方向相反，以抵消旋转反力；顶帽4.3位于惯性飞轮4.2的中心位置，顶帽4.3和惯性飞轮4.2通过多片倾斜叶片4.1连接；底帽4.4位于顶帽4.3的下方，与顶帽4.3围合成密封腔体，底帽4.4和泥浆通道3之间通过多根固定杆4.5连接；传动螺旋杆4.6设置在密封腔体内，顶端与顶帽4.3的中心固定连接，周向设置有锯齿，锯齿的长弧面为传动螺旋杆滑动面4.6.1，锯齿的短弧面为传动螺旋杆传动面4.6.2，两组分离式锤身的传动螺旋杆4.6的锯齿方向相反且与倾斜叶片4.1的倾斜方向对应；轴承4.11的外圈固定在底帽4.4内，内圈与传动螺旋杆4.6固定连接；传动内环4.15设置在底帽4.4内且转动套设在传动螺旋杆4.6外，周向设置有安装孔，安装孔上设置有限位凸起；螺旋储能弹片4.14设置在传动内环4.15和底帽4.4之间，内端和外端分别与传动内环4.15和底帽4.4固定连接；传动螺旋片4.16为Z形板，包括依次连接的传动螺旋片滑动板4.16.1、传动螺旋片传动板4.16.2和卡板4.16.3，传动螺旋片滑动板4.16.1的端部与安装孔铰接，卡板4.16.3卡在限位凸起上，传动螺旋片滑动板4.16.1和传动螺旋片传动板4.16.2分别与传动螺旋杆滑动面4.6.1和传动螺旋杆传动面4.6.2接触；传动螺旋片弹片4.17位于传动螺旋片4.16的外侧，第一端固定在安装孔内，第二端抵靠在传动螺旋片滑动板4.16.1的外侧。
如图7、图8、图10及图12中所示，以倾斜叶片4.1的底边向左倾斜，传动螺旋杆4.6的锯齿方向为顺时针为例，当方锤提升时，方锤对泥浆施加向上的作用力，泥浆对倾斜叶片4.1施加向下的反作用力，使倾斜叶片4.1顺时针旋转，带动惯性飞轮4.2及传动螺旋杆4.6顺时针转动，传动螺旋杆4.6的锯齿与传动螺旋片滑动板4.16.1和传动螺旋片传动板4.16.2的连接角相啮合，传动螺旋片传动板4.16.2对传动螺旋片传动板4.16.2施力，带动传动内环4.15顺时针旋转，顺时针旋转的传动内环4.15旋紧螺旋储能弹片4.14，使螺旋储能弹片4.14处于张紧状态。方锤上提结束下击时，倾斜叶片4.1失去泥浆的反作用力逐渐停止旋转，当倾斜叶片4.1停止转动时，传动螺旋杆4.6的锯齿对螺旋储能弹片4.14不再具有约束力，处于张紧状态的螺旋储能弹片4.14将开始回弹，带动传动内环4.15逆时针旋转，传动螺旋片滑动板4.16.1和传动螺旋片传动板4.16.2的连接角对传动螺旋杆4.6的锯齿施加逆时针推力，使传动螺旋杆4.6带动惯性飞轮4.2和倾斜叶片4.1逆时针旋转，切割泥浆，对方锤身施加向下的力，从而给方锤加速。在螺旋储能弹片4.14完全释放弹力后，倾斜叶片4.1与惯性飞轮4.2在惯性作用下将会继续逆时旋转，持续对方锤身施加向下的力，持续加速，此时，逆时针旋转的传动螺旋杆4.6的螺旋杆滑动面4.6.1将传动螺旋片4.16压入传动内环4.15内，使传动螺旋杆4.6与传动内环4.15之间的啮合解除，传动螺旋杆4.6空转，从而避免螺旋储能弹片4.14反向紧张。
进一步地，倾斜叶片4.1为向下凹陷的弧形叶片，以便获得更大反作用力。
进一步地，储能组件4还包括固定球帽头4.8以及连接底帽4.4和轴承4.11外圈的轴承支架4.12；固定球帽头4.8与轴承4.11的内圈固定连接，传动螺旋杆4.6的底端固定插设在固定球帽头4.8内。
进一步地，储能组件4还包括设置在顶帽4.3和底帽4.4之间的密封圈4.9以及插设在传动螺旋杆4.6上的限位插销4.13，限位插销4.13的端部位于底帽4.4内壁的限位环槽内。密封圈4.9的设置保证了顶帽4.3和底帽4.4之间的密封性。传动螺旋杆4.6上设置有限位孔4.7，限位插销4.13插设在限位孔4.7上内，通过限位插销4.13与限位环槽的配合，防止密封圈4.9磨损的情况下惯性飞轮4.2向下移位。
进一步地，底帽4.4上设置有贯穿侧壁的安装及检修门4.10，用于安装固定球帽头4.8、限位插销4.13等部件及储能组件4出现故障时检修。
进一步地，间距调节组件5包括调节螺杆5.1、螺头5.2、尾部螺母5.3和两组调节螺母5.4，螺头5.2固定在调节螺杆5.1的头部，尾部螺母5.3套设在调节螺杆5.1的尾部，两组调节螺母5.4套设在调节螺杆5.1上且位于螺头5.2和尾部螺母5.3之间；两组分离式锤身上均设置有贯通的螺杆孔8，螺杆孔8为阶梯孔；调节螺杆5.1穿过两组分离式锤身的螺杆孔8，螺头5.2和尾部螺母5.3抵靠在螺杆孔8的阶梯面上，两组调节螺母5.4分别抵靠在两组分离式锤身的内侧。使用时，首先靠近拧紧螺头5.2的调节螺母5.4，再根据连续墙设计宽度将尾部螺母5.3调节到指定位置，再拧紧靠近尾部螺母5.3的调节螺母5.4。
进一步地，两组分离式锤身之间设置有抗弯杆6，抗弯杆6为长圆形杆，以便减少锤身提升及下击时的阻力；抗弯杆6的一端固定在分离式锤身Ⅰ1的内侧，另一端与分离式锤身Ⅱ2上的抗弯固定孔9插接。
进一步地，分离式锤身上设置有吊环组件7，吊环组件7包括吊环7.1、吊环卡7.2、吊环弹簧7.3和吊框7.4；吊环卡7.2为环形板状结构，固定在分离式锤身上；吊框7.4包括位于吊环卡7.2上方的框顶板以及连接框顶板和分离式锤身的框侧板；吊环7.1的杆体穿过框顶板，底端与吊环卡7.2转动连接，顶端设置有环体，吊环7.1可在吊框7.4内自由旋转，以便适应不同分离式锤身不同宽度造成的不同提升角度；吊环弹簧7.3套设在框顶板和吊环卡7.2之间的杆体上，在提升锤身时起缓冲作用。
进一步地，两组分离式锤身外侧的底端设置有破碎齿，破碎齿外套设有破碎齿套。
进一步地，两组分离式锤身之间设置有两组间距调节组件5，两组间距调节组件5对称设置在泥浆通道3两侧，每组间距调节组件5的上下两侧分别设置有一组抗弯杆6；每组分离式锤身上设置有两组吊环组件7，两组吊环组件7对称设置在泥浆通道3两侧；传动内环4.15上等间距设置有四个安装孔；螺旋储能弹片4.14的数量为两个。
最后应说明的是：本例中倾斜叶片4.1数量、抗弯杆6、螺旋储能弹片4.14数量仅为示例，增加或者减少倾斜叶片4.1数量、抗弯杆6、螺旋储能弹片4.14数量所带来的改变均在本专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可调储能修边方锤，其特征在于，包括两组分离式锤身以及连接两组分离式锤身的间距调节组件；
两组分离式锤身之间的间距由间距调节组件调节；
两组分离式锤身上均设置有贯通顶面和底面的泥浆通道，泥浆通道内设置有储能组件；
储能组件包括倾斜叶片、惯性飞轮、顶帽、底帽、固定杆、传动螺旋杆、轴承、螺旋储能弹片、传动内环、传动螺旋片、传动螺旋片弹片；
两组分离式锤身的倾斜叶片的倾斜方向相反；
顶帽位于惯性飞轮的中心位置，顶帽和惯性飞轮通过多片倾斜叶片连接；
底帽位于顶帽的下方，与顶帽围合成密封腔体，底帽和泥浆通道之间通过多根固定杆连接；
传动螺旋杆设置在密封腔体内，顶端与顶帽的中心固定连接，周向设置有锯齿，锯齿的长弧面为传动螺旋杆滑动面，锯齿的短弧面为传动螺旋杆传动面，两组分离式锤身的传动螺旋杆的锯齿方向相反；
轴承的外圈固定在底帽内，内圈与传动螺旋杆固定连接；
传动内环设置在底帽内且转动套设在传动螺旋杆外，周向设置有安装孔，安装孔上设置有限位凸起；
螺旋储能弹片设置在传动内环和底帽之间，内端和外端分别与传动内环和底帽固定连接；
传动螺旋片为Z形板，包括依次连接的传动螺旋片滑动板、传动螺旋片传动板和卡板，传动螺旋片滑动板的端部与安装孔铰接，卡板卡在限位凸起上，传动螺旋片滑动板和传动螺旋片传动板分别与传动螺旋杆滑动面和传动螺旋杆传动面接触；
传动螺旋片弹片位于传动螺旋片的外侧，第一端固定在安装孔内，第二端抵靠在传动螺旋片滑动板的外侧。
2.根据权利要求1所述的可调储能修边方锤，其特征在于，倾斜叶片为向下凹陷的弧形叶片。
3.根据权利要求2所述的可调储能修边方锤，其特征在于，储能组件还包括固定球帽头以及连接底帽和轴承外圈的轴承支架；
固定球帽头与轴承的内圈固定连接，传动螺旋杆的底端固定插设在固定球帽头内。
4.根据权利要求3所述的可调储能修边方锤，其特征在于，储能组件还包括设置在顶帽和底帽之间的密封圈以及插设在传动螺旋杆上的限位插销，限位插销的端部位于底帽内壁的限位环槽内。
5.根据权利要求4所述的可调储能修边方锤，其特征在于，底帽上设置有贯穿侧壁的安装及检修门。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可调储能修边方锤，其特征在于，间距调节组件包括调节螺杆、螺头、尾部螺母和两组调节螺母，螺头固定在调节螺杆的头部，尾部螺母套设在调节螺杆的尾部，两组调节螺母套设在调节螺杆上且位于螺头和尾部螺母之间；
两组分离式锤身上均设置有贯通的螺杆孔，螺杆孔为阶梯孔；
调节螺杆穿过两组分离式锤身的螺杆孔，螺头和尾部螺母抵靠在螺杆孔的阶梯面上，两组调节螺母分别抵靠在两组分离式锤身的内侧。
7.根据权利要求6所述的可调储能修边方锤，其特征在于，两组分离式锤身之间设置有抗弯杆，抗弯杆为长圆形杆；
抗弯杆的一端固定在分离式锤身Ⅰ的内侧，另一端与分离式锤身Ⅱ上的抗弯固定孔插接。
8.根据权利要求7所述的可调储能修边方锤，其特征在于，分离式锤身上设置有吊环组件，吊环组件包括吊环、吊环卡、吊环弹簧和吊框；
吊环卡为环形板状结构，固定在分离式锤身上；
吊框包括位于吊环卡上方的框顶板以及连接框顶板和分离式锤身的框侧板；
吊环的杆体穿过框顶板，底端与吊环卡转动连接，顶端设置有环体；
吊环弹簧套设在框顶板和吊环卡之间的杆体上。
9.根据权利要求8所述的可调储能修边方锤，其特征在于，两组分离式锤身外侧的底端设置有破碎齿，破碎齿外套设有破碎齿套。
10.根据权利要求9所述的可调储能修边方锤，其特征在于，两组分离式锤身之间设置有两组间距调节组件，两组间距调节组件对称设置在泥浆通道两侧，每组间距调节组件的上下两侧分别设置有一组抗弯杆；
每组分离式锤身上设置有两组吊环组件，两组吊环组件对称设置在泥浆通道两侧；
传动内环上等间距设置有四个安装孔；
螺旋储能弹片的数量为两个。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113431487A (zh) * 2021-07-26 2021-09-24 中铁建工集团有限公司 一种地下连续墙成槽施工装置

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CN113431487A (zh) * 2021-07-26 2021-09-24 中铁建工集团有限公司 一种地下连续墙成槽施工装置
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