CN112709226B - 一种打桩机的起架方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打桩机的起架方法，采用了一种起架系统，起架方法包括以下步骤：步骤1、启动顶升油缸，顶升油缸的油缸杆向外伸出，球头与处于水平状态或接近水平状态的立柱上的球头座的内凹面相接触，顶升油缸推动立柱绕立柱支轴转动，起架油缸低压随动，使立柱与水平面呈设定角度后顶升油缸的油缸杆停止向外伸出，完成立柱起架的第一阶段工作；步骤2、启动起架油缸，起架油缸的油缸杆向外伸出，起架油缸推动立柱继续绕立柱支轴转动，直至立柱呈垂直状态，完成立柱起架的第二阶段工作。本发明所采用的起架系统结构简单，减少了不必要的机械机构，从而降低了故障率，提高了整体的可靠性，而且也同时降低了机器的生产成本。

Description

一种打桩机的起架方法

技术领域

本发明属于桩工机械技术领域，具体涉及到一种打桩机的起架方法。

背景技术

利用油缸动力将桩工机械的立柱从水平状态(运输状态)转换到垂直状态(工作状态)，反之也可将立柱从垂直状态转换到水平状态，这种操作称立柱起架。桩工机械的立柱起架对于施工的影响较大，尤其是履带式桩架，因需整体运输，其外形尺寸需要进行限制，机械空间要求很紧凑，因此对立柱起架机构要求具有结构简单、可靠性高、占用空间小等特点。目前国内外主要有两种典型的立柱起架方式。

一种立柱起架方式是起架油缸支点移动式起架方式。

其工作原理是：在拉伸油缸作用下移动座可沿立柱移动，使起架油缸支点位置改变，从而改变起架油缸与水平方向的夹角α，在立柱起架初期通过改变移动座在立柱上的位置而加大夹角α，以满足起架油缸驱动时的垂直分力能驱动立柱旋转，直至立柱旋到垂直状态，即机器工作状态，完成立柱起架。

其主要缺点是立柱上增加移动座及拉伸油缸机构，结构复杂，重量增重，成本增加。移动座能在立柱上移动，则两者之间必然存在间隙，不但影响机构刚性，还影响工作可靠性。

另一种立柱起架方式是起架油缸+摆动顶升机构的起架方式。

其工作原理是：该立柱起架方式包括两个阶段，即第一阶段立柱由水平状态到中间状态，中间状态的立柱与水平之间有一定夹角，第二阶段立柱从中间状态到垂直状态。

因机器结构布置和油缸行程所限制，起架油缸与水平间的夹角α不能太大，导致起架油缸驱动时的垂直方向分力过小，不能提供立柱绕立柱支轴旋转所需力矩，为达到立柱起架所需力矩，设置摆动顶升机构，由摆动顶升油缸、摆动杆、滚筒组成。在摆动顶升机构顶升油缸的驱动下，摆动杆前、后方向摆动将立柱向上顶升，加大起架油缸与水平间的夹角，及至完成立柱起架第一阶段工作。立柱起架第二阶段工作由起架油缸驱动，这时起架油缸与水平间的夹角可以满足立柱起架要求，起架油缸驱动时的垂直方向分力能满足立柱绕立柱支轴旋转所需力矩，在起架油缸作用下使立柱旋到垂直状态，即机器工作状态，完成立柱起架。

其主要缺点是摆动顶升机构为门式桁架结构，顶升油缸与摆动杆组成的摆动机构不仅结构尺寸较大，且摆动角度大，使机构占用空间大，使机器体增大。

因目前国内外主要的两种典型立柱起架方式都存在其各自的缺点，所以需要设计一种新的打桩机起架方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种打桩机的起架方法，以解决背景技术中提出的目前国内外主要的两种典型立柱起架方式都存在其各自缺点的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种打桩机的起架方法，

先设计一种起架系统，所述起架系统包括自动复位双向对准顶升机构、下支座、油缸下十字架、起架油缸、油缸上十字架、上支座、球头座、立柱和立柱支轴；所述双向对准的意思是指打桩机的前后和左右两个垂直方向皆对准，所述立柱支轴和自动复位双向对准顶升机构分别设置在打桩机机器平台的前后两端，立柱通过立柱支轴支撑于打桩机机器平台上，且立柱能绕立柱支轴进行前后方向的旋转，起架油缸的油缸杆的端部通过油缸上十字架与固定设置在立柱上的上支座相连接，起架油缸的油缸筒的端部通过油缸下十字架与固定设置在打桩机机器平台前后方向的中部的下支座相连接，所述油缸下十字架包括二者垂直设置的下支轴A和下支轴B，所述油缸上十字架同样包括二者垂直设置的两根上支轴；立柱靠近打桩机机器平台的侧面上固定设置有球头座，且在立柱的长度方向上，球头座设置在上支座和立柱支轴之间；自动复位双向对准顶升机构包括顶升油缸、双向铰座和至少两根复位弹簧；双向铰座固定设置在打桩机机器平台上，顶升油缸的油缸筒的端部设置在双向铰座上，所述双向铰座包含能使得顶升油缸的油缸筒端部能在左右方向绕轴摆动的前后轴和能使得顶升油缸的油缸筒端部能在前后方向绕轴摆动的左右轴，复位弹簧的一端设置在顶升油缸的油缸筒筒壁的外侧面，复位弹簧的另一端直接或间接设置在打桩机机器平台上，复位弹簧用于当顶升油缸不再承受来自立柱的压力时使顶升油缸整体复位和维持在固定位置；所述球头座用于与所述顶升油缸的油缸杆端部球头匹配起作用，所述球头呈外凸的曲面结构，所述球头座包含一个内凹曲面结构；

所述起架方法包括以下步骤：

步骤1、启动顶升油缸，顶升油缸的油缸杆向外伸出，所述球头与处于水平状态或接近水平状态的立柱上的球头座的内凹面相接触，顶升油缸推动立柱绕立柱支轴转动，所述双向铰座起到保持所述球头与球头座的内凹面匹配接触的作用，起架油缸低压随动，使立柱与水平面呈设定角度后顶升油缸的油缸杆停止向外伸出，完成立柱起架的第一阶段工作；

步骤2、启动起架油缸，起架油缸的油缸杆向外伸出，起架油缸推动立柱继续绕立柱支轴转动，直至立柱呈垂直状态，完成立柱起架的第二阶段工作。

在一种具体的实施方式中，所述的起架方法还包括步骤3、顶升油缸的油缸杆向内收缩至油缸收缩状态；优选步骤3与步骤2同时进行。

在一种具体的实施方式中，所述起架系统包括两套以立柱为中心左右对称设置的下支座、油缸下十字架、起架油缸、油缸上十字架和上支座。

在一种具体的实施方式中，所述打桩机机器平台上还固定设置有顶升油缸限制结构，顶升油缸限制结构用于限制顶升油缸左右摆动的幅度，复位弹簧的一端通过与顶升油缸限制结构固连而设置在打桩机机器平台上。

在一种具体的实施方式中，所述顶升油缸的油缸杆端部呈半球状。

在一种具体的实施方式中，所述球头座与顶升油缸的油缸杆端部的接触面呈碗状。

在一种具体的实施方式中，至少有两根所述复位弹簧的一端分别设置在顶升油缸的油缸筒筒壁的对称两侧。

在一种具体的实施方式中，所述球头的外凸曲面的曲率半径小于所述球头座的内凹曲面的曲率半径，优选二者的曲率半径差别在2倍以上。

在一种具体的实施方式中，所述前后轴在下而所述左右轴在上，以适应所述顶升油缸在前后方向比在左右方向上更大幅度的摆动。

本发明的有益效果包括：

本发明所采用的起架系统结构简单，减少了不必要的机械机构，从而降低了故障率，提高了整体的可靠性，而且也同时降低了机器的生产成本。

本发明所采用的顶升机构结构更紧凑，顶升机构油缸运动轨迹为直线，起升时占用的空间小，提高了机器的空间利用率，从而尺寸更小，更有利于运输。

本发明所采用的自动复位双向对准顶升机构油缸运动轨迹为直线且与立柱垂直，油缸垂直受力，使得油缸受力更合理，起架过程的安全性更高，油缸的运动距离更短，进而使机器的起架时间更短，施工效率更高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是本发明一种实施例的自动复位双向对准顶升机构的结构示意图；

图3是本发明一种实施例的下支座和油缸下十字架的局部结构示意图；

图4是本发明一种实施例的立柱处于水平状态时的结构示意图；

图5是本发明一种实施例的立柱被顶升油缸顶升时的结构示意图；

图6是本发明一种实施例的顶升油缸顶住球头座的局部结构示意图；

其中，1、自动复位双向对准顶升机构；2、下支座；3、油缸下十字架；4、起架油缸；5、油缸上十字架；6、上支座；7、球头座；8、立柱；9、立柱支轴；10、顶升油缸限制结构；11、顶升油缸；12、复位弹簧；13、双向铰座；31、下支轴A；32、下支轴B；111、球头；131、前后轴；132、左右轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本发明公开了一种打桩机的起架方法，

先设计一种起架系统，所述起架系统包括自动复位双向对准顶升机构1、下支座2、油缸下十字架3、起架油缸4、油缸上十字架5、上支座6、球头座7、立柱8和立柱支轴9；所述双向对准的意思是指打桩机的前后和左右两个垂直方向皆对准，所述立柱支轴9和自动复位双向对准顶升机构1分别设置在打桩机机器平台的前后两端，立柱8通过立柱支轴9支撑于打桩机机器平台上，且立柱8能绕立柱支轴9进行前后方向的旋转，起架油缸4的油缸杆的端部通过油缸上十字架5与固定设置在立柱8上的上支座6相连接，起架油缸4的油缸筒的端部通过油缸下十字架3与固定设置在打桩机机器平台前后方向的中部的下支座2相连接，所述油缸下十字架3包括二者垂直设置的下支轴A31和下支轴B32，所述油缸上十字架5同样包括二者垂直设置的两根上支轴；立柱8靠近打桩机机器平台的侧面上固定设置有球头座7，且在立柱8的长度方向上，球头座7设置在上支座6和立柱支轴9之间；自动复位双向对准顶升机构1包括顶升油缸11、双向铰座13和至少两根复位弹簧12；双向铰座13固定设置在打桩机机器平台上，顶升油缸11的油缸筒的端部设置在双向铰座13上，所述双向铰座13包含能使得顶升油缸11的油缸筒端部能在左右方向绕轴摆动的前后轴131和能使得顶升油缸11的油缸筒端部能在前后方向绕轴摆动的左右轴132，复位弹簧12的一端设置在顶升油缸11的油缸筒筒壁的外侧面，复位弹簧12的另一端直接或间接设置在打桩机机器平台上，复位弹簧12用于当顶升油缸11不再承受来自立柱8的压力时使顶升油缸11整体复位和维持在固定位置；所述球头座7用于与所述顶升油缸11的油缸杆端部球头111匹配起作用，所述球头111呈外凸的曲面结构，所述球头座7包含一个内凹曲面结构；

所述起架方法包括以下步骤：

步骤1、启动顶升油缸11，顶升油缸11的油缸杆向外伸出，所述球头111与处于水平状态或接近水平状态的立柱上的球头座7的内凹面相接触，顶升油缸11推动立柱8绕立柱支轴9转动，所述双向铰座13起到保持所述球头111与球头座7的内凹面匹配接触的作用，起架油缸4低压随动，使立柱8与水平面呈设定角度后顶升油缸11的油缸杆停止向外伸出，完成立柱起架的第一阶段工作；

步骤2、启动起架油缸4，起架油缸4的油缸杆向外伸出，起架油缸4推动立柱8继续绕立柱支轴9转动，直至立柱8呈垂直状态，完成立柱起架的第二阶段工作。

因机器结构布置和油缸行程所限制，起架油缸4与水平间的夹角α不能太大，导致起架油缸4驱动时的垂直方向分力过小，不能提供立柱8绕立柱支轴9旋转所需力矩，为达到立柱起架所需力矩，故设置自动复位双向对准顶升机构1。自动复位双向对准顶升机构1中的顶升油缸11自动对准焊接在立柱上的球头座7，因立柱8存在前、后、左、右摆动，要想顶升油缸11在顶升过程中始终对准焊接在立柱上的球头座7，自动复位双向对准顶升机构1需能双向自动调节，在顶升油缸11的驱动下将立柱8向上顶升，加大起架油缸与水平间的夹角，及至完成立柱起架第一阶段工作。立柱起架第二阶段工作由起架油缸4驱动，这时起架油缸4与水平间的夹角可满足立柱起架要求，起架油缸4驱动时的垂直方向分力能满足立柱绕立柱支轴旋转所需力矩，在起架油缸作用下使立柱旋到垂直状态，即机器工作状态，完成立柱起架。

在一种具体的实施方式中，所述的起架方法还包括步骤3、顶升油缸11的油缸杆向内收缩至油缸收缩状态；优选步骤3与步骤2同时进行。

在一种具体的实施方式中，所述起架系统包括两套以立柱8为中心左右对称设置的下支座2、油缸下十字架3、起架油缸4、油缸上十字架5和上支座6。采用左右对称的下支座2、油缸下十字架3、起架油缸4、油缸上十字架5和上支座6，能使立柱在起架过程中减少往左右两边的倾斜，使整个立柱起架的第二阶段更为平稳。

在一种具体的实施方式中，所述打桩机机器平台上还固定设置有顶升油缸限制结构10，顶升油缸限制结构用于限制顶升油缸左右摆动的幅度，复位弹簧12的一端通过与顶升油缸限制结构固连而设置在打桩机机器平台上。当顶升油缸在左右方向出现较大摆动幅度而复位弹簧12的拉力不足以使顶升油缸立即复位时，顶升油缸限制结构通过刚性限制防范了顶升油缸的左右方向过度侧偏，保障了整机和周边人员的安全。

在一种具体的实施方式中，所述顶升油缸11的油缸杆端部呈半球状。

在一种具体的实施方式中，所述球头座7与顶升油缸11的油缸杆端部的接触面呈碗状。圆弧形的接触面使得接触点的转移过度更为平稳，对接触面的磨损也相对更小。

在一种具体的实施方式中，至少有两根所述复位弹簧12的一端分别设置在顶升油缸11的油缸筒筒壁的对称两侧。立柱8在外力作用下可前、后、左、右方向摆动，当外力缷去后可在复位弹簧12作用下维持在固定位置上。

在一种具体的实施方式中，所述球头111的外凸曲面的曲率半径小于所述球头座7的内凹曲面的曲率半径，优选二者的曲率半径差别在2倍以上。

在一种具体的实施方式中，所述前后轴131在下而所述左右轴132在上，以适应所述顶升油缸11在前后方向比在左右方向上更大幅度的摆动。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种打桩机的起架方法，其特征在于，

先设计一种起架系统，所述起架系统包括自动复位双向对准顶升机构(1)、下支座(2)、油缸下十字架(3)、起架油缸(4)、油缸上十字架(5)、上支座(6)、球头座(7)、立柱(8)和立柱支轴(9)；所述双向对准的意思是指打桩机的前后和左右两个垂直方向皆对准，所述立柱支轴(9)和自动复位双向对准顶升机构(1)分别设置在打桩机机器平台的前后两端，立柱(8)通过立柱支轴(9)支撑于打桩机机器平台上，且立柱(8)能绕立柱支轴(9)进行前后方向的旋转，起架油缸(4)的油缸杆的端部通过油缸上十字架(5)与固定设置在立柱(8)上的上支座(6)相连接，起架油缸(4)的油缸筒的端部通过油缸下十字架(3)与固定设置在打桩机机器平台前后方向的中部的下支座(2)相连接，所述油缸下十字架(3)包括二者垂直设置的下支轴A(31)和下支轴B(32)，所述油缸上十字架(5)同样包括二者垂直设置的两根上支轴；立柱(8)靠近打桩机机器平台的侧面上固定设置有球头座(7)，且在立柱(8)的长度方向上，球头座(7)设置在上支座(6)和立柱支轴(9)之间；自动复位双向对准顶升机构(1)包括顶升油缸(11)、双向铰座(13)和至少两根复位弹簧(12)；双向铰座(13)固定设置在打桩机机器平台上，顶升油缸(11)的油缸筒的端部设置在双向铰座(13)上，所述双向铰座(13)包含能使得顶升油缸(11)的油缸筒端部能在左右方向绕轴摆动的前后轴(131)和能使得顶升油缸(11)的油缸筒端部能在前后方向绕轴摆动的左右轴(132)，复位弹簧(12)的一端设置在顶升油缸(11)的油缸筒筒壁的外侧面，复位弹簧(12)的另一端直接或间接设置在打桩机机器平台上，复位弹簧(12)用于当顶升油缸(11)不再承受来自立柱(8)的压力时使顶升油缸(11)整体复位和维持在固定位置；所述球头座(7)用于与所述顶升油缸(11)的油缸杆端部球头(111)匹配起作用，所述球头(111)呈外凸的曲面结构，所述球头座(7)包含一个内凹曲面结构；

所述起架方法包括以下步骤：

步骤1、启动顶升油缸(11)，顶升油缸(11)的油缸杆向外伸出，所述球头(111)与处于水平状态或接近水平状态的立柱上的球头座(7)的内凹面相接触，顶升油缸(11)推动立柱(8)绕立柱支轴(9)转动，所述双向铰座(13)起到保持所述球头(111)与球头座(7)的内凹面匹配接触的作用，起架油缸(4)低压随动，使立柱(8)与水平面呈设定角度后顶升油缸(11)的油缸杆停止向外伸出，完成立柱起架的第一阶段工作；

步骤2、启动起架油缸(4)，起架油缸(4)的油缸杆向外伸出，起架油缸(4)推动立柱(8)继续绕立柱支轴(9)转动，直至立柱(8)呈垂直状态，完成立柱起架的第二阶段工作。

2.根据权利要求1所述的起架方法，其特征在于，所述的起架方法还包括步骤3、顶升油缸(11)的油缸杆向内收缩至油缸收缩状态；步骤3与步骤2同时进行。

3.根据权利要求1所述的起架方法，其特征在于，所述起架系统包括两套以立柱(8)为中心左右对称设置的下支座(2)、油缸下十字架(3)、起架油缸(4)、油缸上十字架(5)和上支座(6)。

4.根据权利要求1所述的起架方法，其特征在于，所述打桩机机器平台上还固定设置有顶升油缸限制结构(10)，顶升油缸限制结构用于限制顶升油缸左右摆动的幅度，复位弹簧(12)的一端通过与顶升油缸限制结构固连而设置在打桩机机器平台上。

5.根据权利要求1所述的起架方法，其特征在于，所述顶升油缸(11)的油缸杆端部呈半球状。

6.根据权利要求1所述的起架方法，其特征在于，所述球头座(7)与顶升油缸(11)的油缸杆端部的接触面呈碗状。

7.根据权利要求1所述的起架方法，其特征在于，至少有两根所述复位弹簧(12)的一端分别设置在顶升油缸(11)的油缸筒筒壁的对称两侧。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的起架方法，其特征在于，所述球头(111)的外凸曲面的曲率半径小于所述球头座(7)的内凹曲面的曲率半径，二者的曲率半径差别在2倍以上。

9.根据权利要求1～7中任意一项所述的起架方法，其特征在于，所述前后轴(131)在下而所述左右轴(132)在上，以适应所述顶升油缸(11)在前后方向比在左右方向上更大幅度的摆动。

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