CN112647502A - 一种岩层高效率打孔桩机械设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打孔桩机械领域，特别涉及一种岩层高效率打孔桩机械设备，包括固定架、基体、曳引装置、摇臂、桩锤、桩体和钢护套，所述固定架固定设置在地面上，其上固定安装有基体，所述基体与摇臂铰接连接，所述摇臂在打桩时由液压缸控制，由倚靠在基体上的状态，绕铰接点旋转至与水平面呈90°，所述钢护套在打桩前预设在待打桩位置的地面内，其内部设置有桩体，所述桩锤通过一滑动机构设置在摇臂侧面，通过该滑动机构控制，桩锤在与摇臂平齐的方向上运动，所述桩锤底部套设在桩体上，通过其内部的撞击芯撞击桩体实现打桩，所述撞击芯由曳引装置控制提升，提升至预设位置后下落，并由桩锤的柴油燃爆反应提供辅助动力。

Description

一种岩层高效率打孔桩机械设备

技术领域

本发明具体涉及打孔桩机械技术领域，具体是一种岩层高效率打孔桩机械设备。

背景技术

现代工程建设中，在房屋建造、桥梁铺设和隧道挖掘等生产活动里，都需进行打孔桩以保证建筑的稳定性，因此打桩机械的效率和成孔的质量直接影响到建筑的施工时长和质量标准。

目前的打孔桩机械主要使用柴油打桩机进行打桩，其工作原理和单缸二冲程柴油机相似,利用吊具将锤头吊起，落下后挤压下方燃烧室内的空气，形成高压高温后通入雾化的柴油发生燃爆以形成强大压力进行打桩，并使锤头回升，这样的打桩方式使得锤头本身的重力势能意义不大，浪费了其能量，效率并不高，且因其导向问题，锤头在上下运动的过程中易发生偏移，使桩体下沉时发生偏心。

因此，为了解决上述问题，本领域技术人员提供了一种岩层高效率打孔桩机械设备。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种岩层高效率打孔桩机械设备，包括固定架、基体、曳引装置、摇臂、桩锤、桩体和钢护套，所述固定架固定设置在地面上，其上固定安装有基体，所述基体与摇臂铰接连接，所述摇臂在打桩时由液压缸控制，由倚靠在基体上的状态，绕铰接点旋转至与水平面呈90°，所述钢护套在打桩前预设在待打桩位置的地面内，其内部设置有桩体，所述桩锤通过一滑动机构设置在摇臂侧面，通过该滑动机构控制，桩锤在与摇臂平齐的方向上运动，所述桩锤底部套设在桩体上，通过其内部的撞击芯撞击桩体实现打桩，所述撞击芯由曳引装置控制提升，提升至预设位置后下落，并由桩锤的柴油燃爆反应提供辅助动力。

进一步，作为优选，所述桩锤包括护套、外壳、油箱、浮动块、冲击活塞和撞击芯，所述护套与外壳固定连接；

所述外壳为一轴系部件，其内部开设有若干孔位，包括台阶孔、下落孔、定位孔、活塞冲程腔、通过孔和减振孔；

所述油箱固定安装在外壳的内部顶端，其输出端穿过设置在减振孔内的浮动块，进入活塞冲程腔内；

所述撞击芯设置在外壳内，由曳引装置控制，可在竖直方向运动。

进一步，作为优选，所述撞击芯包括顶升部、定位部、冲击部和锤翼，所述锤翼呈包围状与冲击部的顶端固定连接；

所述锤翼与曳引装置连接，在曳引装置的驱动下带动撞击芯整体向上提升；

所述顶升部在向上运动的过程中推举冲击活塞向上平移；

所述定位部在向上运动的过程中进入设置有定位滚子的定位孔，防止与桩锤与桩体偏心，所述冲击部做冲击运动时由下落孔落入台阶孔内，撞击抵靠在台阶孔下侧壁的桩体。

进一步，作为优选，所述冲击活塞可滑动的设置在活塞冲程腔内，其上表面与浮动块下表面形成的中间区域构成燃爆腔，所述冲击活塞在被撞击芯顶升的过程中挤压燃爆腔内的空气，使其形成高温高压的气体环境，在撞击芯上升到位后，柴油由油箱内进入燃爆腔中，发生燃爆，所述油箱输出端设置有燃油泵，其将柴油以雾化的形式喷出。

进一步，作为优选，所述冲击活塞下表面呈环状设置有多个缓冲凸起；

所述缓冲凸起与开设在活塞冲程腔下侧壁上的缓冲孔配合，依靠其进入孔内的摩擦力形成缓冲。

进一步，作为优选，所述浮动块设置在减振孔内，所述减振孔上侧壁内呈环状设置有多个重型碟簧，在发生燃爆反应时，为油箱安装的侧壁提供缓冲；

所述减振孔下侧壁上开设有环形槽，其内部设置有密封圈。

进一步，作为优选，所述曳引装置包括曳引轮、缆绳、滑轮、盘形机架、钢缆和限位缆套，所述曳引轮固定设置在基体上，其输出端连接缆绳；

所述缆绳通过固定设置在摇臂顶端的滑轮变向，与盘形机架固定连接。

进一步，作为优选，所述盘形机架设置在护套内，其在护套内部做竖直方向运动，所述盘形机架上呈环形设置有多个连接端与钢缆连接，所述钢缆穿过开设在外壳上的通过孔与锤翼固定连接。

进一步，作为优选，所述桩锤在其底部桩体通过的位置处设置有导向套，保证桩体和桩锤在工作过程中处于同一轴心。

进一步，作为优选，所述摇臂固定设置有滑动机构，其包括支撑架、滑块和导轨，所述支撑架固定安装在摇臂侧面，其上对称设置有导轨，所述滑块套设在导轨上，所述滑块和导轨设置在桩锤的两侧，以桩锤的轴线为对称轴对称，所述滑块与桩锤固定连接，右侧滑块上固定安装有换气箱，左侧滑块上固定安装有补油箱，所述换气箱和补油箱输出口与燃爆腔连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明将燃爆腔位置置于撞击芯的上方，通过曳引机构的机械能提升撞击芯，在撞击芯开始自由落体时通入雾化柴油，发生燃爆，加快其下落的初速度，使得桩体收到的力不仅来自于燃爆产生的冲击力，还有撞击芯本身的重力作用，其撞击力度大于传统的打孔桩机械，提升了其打孔桩的效率。

2.本发明多处采用了限位定位机构，保证了桩体受力后不发生偏移，成孔质量高。

附图说明

图1为一种岩层高效率打孔桩机械设备的整体结构示意图；

图2为一种岩层高效率打孔桩机械设备桩锤的内部结构示意图；

图3为图2中的A部放大图；

图4为一种岩层高效率打孔桩机械设备滑动机构的结构示意图；

图中：1、固定架；2、基体；3、曳引装置；4、摇臂；5、桩锤；6、桩体；7、钢护套；201、液压缸；301、曳引轮；302、缆绳；303、滑轮；304、盘形机架；305、钢缆；306、限位缆套；401、桩架；402、支撑架；403、滑块；404、导轨；501、护套；502、外壳；503、油箱；504、浮动块；505、冲击活塞；506、撞击芯；4031、换气箱；4032、补油箱；5021、导向套；5022、台阶孔；5023、下落孔；5024、定位孔；5025、活塞冲程腔；5026、通过孔；5027、减振孔；5028、定位滚子；5031、燃油泵；5041、密封圈；5042、密封直线轴承；5043、重型碟簧；5051、缓冲凸起；5052、缓冲孔；5061、顶升部；5062、定位部；5063、冲击部；5064、锤翼。

具体实施方式

以下将结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明，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。

一种岩层高效率打孔桩机械设备，如图1和图4所示，一种岩层高效率打孔桩机械设备，包括固定架1、基体2、曳引装置3、摇臂4、桩锤5、桩体6和钢护套7，所述固定架1固定设置在地面上，其上固定安装有基体2，所述基体2与摇臂4铰接连接，所述摇臂4在打桩时由液压缸201控制，由倚靠在基体2上的状态，绕铰接点旋转至与水平面呈90°，所述钢护套7在打桩前预设在待打桩位置的地面内，其内部设置有桩体6，所述桩锤5通过一滑动机构设置在摇臂4侧面，通过该滑动机构控制，桩锤5在与摇臂4平齐的方向上运动，所述桩锤5底部套设在桩体6上，通过其内部的撞击芯506撞击桩体6实现打桩，所述撞击芯506由曳引装置3控制提升，提升至预设位置后下落，并由桩锤5的柴油燃爆反应提供辅助动力。

本实施例中，如图2和图3所示，所述桩锤5包括护套501、外壳502、油箱503、浮动块504、冲击活塞505和撞击芯506，所述护套501与外壳502固定连接，所述外壳502为一轴系部件，其内部开设有若干孔位，包括台阶孔5022、下落孔5023、定位孔5024、活塞冲程腔5025、通过孔5026和减振孔5027；

所述油箱503固定安装在外壳502的内部顶端，其输出端穿过设置在减振孔5027内的浮动块504，进入活塞冲程腔5025内，所述撞击芯506设置在外壳502内，由曳引装置3控制，可在竖直方向运动。

本实施例中，如图2和图3所示，所述撞击芯506包括顶升部5061、定位部5062、冲击部5063和锤翼5064，所述锤翼5064呈包围状与冲击部5063的顶端固定连接，所述锤翼5064与曳引装置3连接，在曳引装置3的驱动下带动撞击芯506整体向上提升；

所述顶升部5061在向上运动的过程中推举冲击活塞505向上平移；

所述定位部5062在向上运动的过程中进入设置有定位滚子5028的定位孔5024，防止与桩锤5与桩体6偏心；

所述冲击部5063做冲击运动时由下落孔5023落入台阶孔5022内，撞击抵靠在台阶孔5022下侧壁的桩体6。

本实施例中，如图2和图3所示，所述冲击活塞505可滑动的设置在活塞冲程腔5025内，其上表面与浮动块504下表面形成的中间区域构成燃爆腔，所述冲击活塞505在被撞击芯506顶升的过程中挤压燃爆腔内的空气，使其形成高温高压的气体环境，在撞击芯506上升到位后，柴油由油箱503内进入燃爆腔中，发生燃爆，所述油箱503输出端设置有燃油泵5031，其将柴油以雾化的形式喷出。

本实施例中，如图2和图3所示，所述冲击活塞505下表面呈环状设置有多个缓冲凸起5051，所述缓冲凸起5051与开设在活塞冲程腔5025下侧壁上的缓冲孔5052配合，依靠其进入孔内的摩擦力形成缓冲。

本实施例中，如图2和图3所示，所述浮动块504设置在减振孔5027内；

所述减振孔5027上侧壁内呈环状设置有多个重型碟簧5043，在发生燃爆反应时，为油箱503安装的侧壁提供缓冲，所述减振孔5027下侧壁上开设有环形槽，其内部设置有密封圈5041。

本实施例中，如图2和图3所示，所述曳引装置3包括曳引轮301、缆绳302、滑轮303、盘形机架304、钢缆305和限位缆套306，所述曳引轮301固定设置在基体2上，其输出端连接缆绳302，所述缆绳302通过固定设置在摇臂4顶端的滑轮303变向，与盘形机架304固定连接。

所述盘形机架304设置在护套501内，其在护套501内部做竖直方向运动，所述盘形机架304上呈环形设置有多个连接端与钢缆305连接，所述钢缆305穿过开设在外壳502上的通过孔5026与锤翼5064固定连接。

本实施例中，如图2所示，所述桩锤5在其底部桩体6通过的位置处设置有导向套5021，保证桩体6和桩锤5在工作过程中处于同一轴心。

本实施例中，如图4所示，所述摇臂4固定设置有滑动机构，其包括支撑架402、滑块403和导轨404，所述支撑架402固定安装在摇臂4侧面，其上对称设置有导轨404，所述滑块403套设在导轨404上，所述滑块403和导轨404设置在桩锤5的两侧，以桩锤5的轴线为对称轴对称，所述滑块403与桩锤5固定连接，右侧滑块403上固定安装有换气箱4031，左侧滑块403上固定安装有补油箱4032，所述换气箱4031和补油箱4032输出口与燃爆腔连通。

具体的，本设备在工作时先由液压缸201驱动摇臂4，使其保持竖直状态，在待打孔桩的位置处预挖一个浅孔，放入钢护套7，将桩体6放入钢护套7内，此时调整桩锤5位置，使其与桩体6同轴心，再由滑动机构控制桩锤5下移置套设在桩体6顶端的位置，然后将固定架1固定在地面。完成准备工作后，曳引装置3启动，提升桩锤5内的撞击芯506，撞击芯506推动冲击活塞505向上位移，挤压燃爆腔内的空气，形成高温高压的气体环境，顶升到位后，曳引装置3停运，使撞击芯506有自由下落的倾向，同时在燃爆腔内通入雾化柴油，发生燃爆反应，提高撞击芯506下落的初速度，增大其撞击桩体6的力，提升效率，在桩体6被撞击下沉后，滑动机构控制桩锤5下降，套设桩体6顶部，同时曳引装置3提升撞击芯506至预设位置，准备第二次撞击，此为一次工作循环，为防止发生燃爆后燃爆腔内氧气含量下降，所述燃爆腔与换气箱4031连通，每次燃爆后对燃爆腔内的空气进行更换，所述燃爆腔还连通有补油箱4032。

另外，为了吸收由燃爆产生的巨大冲击力，在冲击活塞505的顶部和底部均设置了缓冲结构，其顶部利用重型碟簧和浮动块配合进行缓冲，其底部开设有缓冲孔5052，与设置在冲击活塞505上的缓冲凸起5051配合，在缓冲凸起5051进入缓冲孔5052后利用摩擦力进行缓冲，此种缓冲方式对轴孔之间的配合要求较高，本实施例中缓冲凸起5051和缓冲孔5052采用间隙配合，轴孔尺寸一致，缓冲凸起5051采用负公差，缓冲孔5052采用正公差。

以上所述的仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种岩层高效率打孔桩机械设备，包括固定架(1)、基体(2)、曳引装置(3)、摇臂(4)、桩锤(5)、桩体(6)和钢护套(7)，所述固定架(1)固定设置在地面上，其上固定安装有基体(2)，所述基体(2)与摇臂(4)铰接连接，所述摇臂(4)在打桩时由液压缸(201)控制，由倚靠在基体(2)上的状态，绕铰接点旋转至与水平面呈90°，所述钢护套(7)在打桩前预设在待打桩位置的地面内，其内部设置有桩体(6)，其特征在于：

所述桩锤(5)通过一滑动机构设置在摇臂(4)侧面，通过该滑动机构控制，桩锤(5)在与摇臂(4)平齐的方向上运动；

所述桩锤(5)底部套设在桩体(6)上，通过其内部的撞击芯(506)撞击桩体(6)实现打桩，所述撞击芯(506)由曳引装置(3)控制提升，提升至预设位置后下落，并由桩锤(5)的柴油燃爆反应提供辅助动力。

2.根据权利要求1所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述桩锤(5)包括护套(501)、外壳(502)、油箱(503)、浮动块(504)、冲击活塞(505)和撞击芯(506)，所述护套(501)与外壳(502)固定连接；

所述外壳(502)为一轴系部件，其内部开设有若干孔位，包括台阶孔(5022)、下落孔(5023)、定位孔(5024)、活塞冲程腔(5025)、通过孔(5026)和减振孔(5027)；

所述油箱(503)固定安装在外壳(502)的内部顶端，其输出端穿过设置在减振孔(5027)内的浮动块(504)，进入活塞冲程腔(5025)内；

所述撞击芯(506)设置在外壳(502)内，由曳引装置(3)控制，可在竖直方向运动。

3.根据权利要求1所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述撞击芯(506)包括顶升部(5061)、定位部(5062)、冲击部(5063)和锤翼(5064)，所述锤翼(5064)呈包围状与冲击部(5063)的顶端固定连接；

所述锤翼(5064)与曳引装置(3)连接，在曳引装置(3)的驱动下带动撞击芯(506)整体向上提升；

所述顶升部(5061)在向上运动的过程中推举冲击活塞(505)向上平移；

所述定位部(5062)在向上运动的过程中进入设置有定位滚子(5028)的定位孔(5024)，防止与桩锤(5)与桩体(6)偏心；

所述冲击部(5063)做冲击运动时由下落孔(5023)落入台阶孔(5022)内，撞击抵靠在台阶孔(5022)下侧壁的桩体(6)。

4.根据权利要求2所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述冲击活塞(505)可滑动的设置在活塞冲程腔(5025)内，其上表面与浮动块(504)下表面形成的中间区域构成燃爆腔；

所述冲击活塞(505)在被撞击芯(506)顶升的过程中挤压燃爆腔内的空气，使其形成高温高压的气体环境，在撞击芯(506)上升到位后，柴油由油箱(503)内进入燃爆腔中，发生燃爆，所述油箱(503)输出端设置有燃油泵(5031)，其将柴油以雾化的形式喷出。

5.根据权利要求4所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述冲击活塞(505)下表面呈环状设置有多个缓冲凸起(5051)；

所述缓冲凸起(5051)与开设在活塞冲程腔(5025)下侧壁上的缓冲孔(5052)配合，依靠其进入孔内的摩擦力形成缓冲。

6.根据权利要求2所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述浮动块(504)设置在减振孔(5027)内；

所述减振孔(5027)上侧壁内呈环状设置有多个重型碟簧(5043)，在发生燃爆反应时，为油箱(503)安装的侧壁提供缓冲；

所述减振孔(5027)下侧壁上开设有环形槽，其内部设置有密封圈(5041)。

7.根据权利要求1所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述曳引装置(3)包括曳引轮(301)、缆绳(302)、滑轮(303)、盘形机架(304)、钢缆(305)和限位缆套(306)，所述曳引轮(301)固定设置在基体(2)上，其输出端连接缆绳(302)；

所述缆绳(302)通过固定设置在摇臂(4)顶端的滑轮(303)变向，与盘形机架(304)固定连接。

8.根据权利要求2或7所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述盘形机架(304)设置在护套(501)内，其在护套(501)内部做竖直方向运动，所述盘形机架(304)上呈环形设置有多个连接端与钢缆(305)连接，所述钢缆(305)穿过开设在外壳(502)上的通过孔(5026)与锤翼(5064)固定连接。

9.根据权利要求2所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述桩锤(5)在其底部桩体(6)通过的位置处设置有导向套(5021)，保证桩体(6)和桩锤(5)在工作过程中处于同一轴心。

10.根据权利要求1所述的一种岩层高效率打孔桩机械设备，其特征在于，所述摇臂(4)固定设置有滑动机构，其包括支撑架(402)、滑块(403)和导轨(404)，所述支撑架(402)固定安装在摇臂(4)侧面，其上对称设置有导轨(404)，所述滑块(403)套设在导轨(404)上，所述滑块(403)和导轨(404)设置在桩锤(5)的两侧，以桩锤(5)的轴线为对称轴对称，所述滑块(403)与桩锤(5)固定连接，右侧滑块(403)上固定安装有换气箱(4031)，左侧滑块(403)上固定安装有补油箱(4032)，所述换气箱(4031)和补油箱(4032)输出口与燃爆腔连通。

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