CN112761152A - 打桩机构及其打桩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打桩机构及其打桩机，其属于工程机械领域。它主要包括液压缸、固定箱和夹持锤头，液压缸一端与固定箱连接，液压缸另一端与夹持锤头连接，夹持锤头两侧分别设有限位块一，固定箱底部设有与限位块一配合的滑槽一及与夹持锤头两侧面配合的限位板。本发明加工、制造及装配方便，冲击振动时，只有竖直方向力，没有水平方向力，且冲击频率和冲击力可调，使用成本低。本发明主要用于打桩。

Description

打桩机构及其打桩机

技术领域

本发明属于工程机械领域，具体地说，尤其涉及一种打桩机构及其打桩机。

背景技术

基于履带式挖掘机改造的打桩机利用锤头偏心机构的高速旋转，产生周期性激振力，从而产生高频振动，并将振动通过锤头夹持部分传递给桩体，随着产生的振动，桩周围土体结构因振动发生变化，桩身周围土质液化，土壤颗粒之间的构造发生紊乱，瞬时强度降低，造成土壤结构的“流动化”现象。从而减少桩与土体的摩擦力，然后以挖掘机下压力、打桩机与桩自重等共同作用力将桩打压入土中。

现有的打桩机构为齿轮箱结构，齿轮箱内含有2个或多个振动偏心轴，振动偏心轴通过轴承安装于齿轮箱，齿轮箱内含有齿轮油，液压马达驱动振动偏心轴高速旋转产生激振力。此种打桩机构锤头的激振力与振动偏心机构偏心距、振动偏心轴的转速有关，为保证打桩过程中激振力垂直作用于锤头及桩，齿轮箱内布置对称2个或多个（偶数）振动偏心轴，使振动偏心轴产生的激振力在水平方向叠减为0，在垂直方向叠加。

为避免水平方向的激振力对锤头及桩产生水平方向的扰动，防止打桩过程中桩垂直度不良或引起周边桩的水平扰动和扭曲，因此水平方向激振力必须为0。这样导致2个或多个（偶数）振动偏心轴必须对称布置和偏心距相等。但在实际生产中因加工制造偏差、装配偏差等，振动偏心轴完全对称和振动偏心轴偏心距相等是很难保证的，振动偏心轴高速旋转对轴承可靠性、齿轮箱润滑油要求较高。同时振动偏心轴产生的激振力在竖直方向上叠加，但竖直方向激振力为周期性的正弦波，激振力的有效作用力存在周期性变化，等效作用力低于最大激振力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种打桩机构及其打桩机，其加工、制造及装配方便，冲击振动时，只有竖直方向力，没有水平方向力，且冲击频率和冲击力可调，使用成本低。

所述的打桩机构，包括液压缸、固定箱和夹持锤头，液压缸一端与固定箱连接，液压缸另一端与夹持锤头连接，夹持锤头两侧分别设有限位块一，固定箱底部设有与限位块一配合的滑槽一及与夹持锤头两侧面配合的限位板。

优选地，还包括吊架，吊架下部安装可上下移动的固定箱，吊架与固定箱之间设有固定板，固定箱通过减震器和紧固件与固定板连接，固定板两侧分别设有销轴和限位块二，吊架两侧设有与销轴配合的滑槽二，吊架内侧设有与限位块二配合的限位槽。

优选地，所述固定板上设有凸块，吊架上设有与凸块配合的摆动限位台。

优选地，所述夹持锤头包括固定连接的锤头本体和夹持板，锤头本体与夹持板之间设有夹持液压缸，限位块一设置于锤头本体两侧，锤头本体顶部设有吊耳，锤头本体通过吊耳与液压缸连接，锤头本体和夹持板上分别设有压板，夹持板侧的压板与夹持液压缸连接，在夹持液压缸伸缩带动下可顶紧锤头本体上的压板，从而实现与两压板的闭合夹持与开启释放。

优选地，所述吊架上方设有可转动的支撑架，支撑架上安装有驱动马达，驱动马达的输出轴设有齿轮，吊架上设有固定连接的回转齿圈，齿轮与回转齿圈相啮合。

优选地，所述支撑架与吊架之间设有回转接头，回转接头一端与支撑架连接，另一端与吊架连接，吊架上安装有阀，阀分别与回转接头和液压缸连接。

所述的打桩机，包括打桩机本体、大臂、中臂和小臂，打桩机本体上架与大臂铰接，中臂两端分别与大臂和小臂一端铰接，其特征在于：所述小臂另一端设有上述的打桩机构。

优选地，所述小臂与支撑架连接，打桩机本体上架与大臂之间设有第一油缸，大臂和中臂之间设有第二油缸，中臂和小臂设有第三油缸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明利用液压缸的活塞端、杆端液压油的交替切换，实现液压缸交替的液压作用力，从而带动锤头及桩形成一定频率的振动，通过调整控制液压缸活塞端、杆端油液切换频率和整机液压系统压力的设定，实现冲击频率和冲击力可调，免去了现有技术中的齿轮箱结构，即通过马达驱动带动对称的两个或多个（偶数）偏心轴的高速旋转来实现振动冲击的方法；

2、本发明的冲击振动只有竖直方向力，没有水平方向力，避免了对锤头及桩造成水平方向振动，避免打桩过程中水平力对其垂直度的影响，更易保证打桩过程中的垂直度，减少了对临近桩的损耗；

3、本发明加工及装配方便，无需通过振动偏心轴的高速旋转产生激振力，从而避免了为减小水平方向激振力，而增加工艺难度以减小2个或多个（偶数）振动偏心轴加工制造与装配偏差，同时无需高速旋转和高速振动轴承及齿轮油，降低保养成本和日常使用成本；

4、本发明通过改变液压缸供给油液压力，改变油缸作用力，进而改变激振力，从而实现了激振力与频率解耦的单独控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明拔桩提升时的结构示意图；

图4为本发明打桩下压时的结构示意图；

图5为本发明固定箱的结构示意图；

图6为本发明夹持锤头的结构示意图；

图7为本发明打桩机的结构示意图。

图中，1、驱动马达；101、齿轮；2、支撑架；3、阀；4、固定板；401、限位块二；402、凸块；403、销轴；5、紧固件；6、减震器；7、固定箱；701、限位板；702、滑槽一；8、夹持锤头；801、吊耳；802、限位块一；803、夹持液压缸；804、压板；805、锤头本体；806、夹持板；9、吊架；901、限位槽；902、滑槽二；903、摆动限位台；904、回转齿圈；10、液压缸；11、回转接头；12、打桩机本体；13、第一油缸；14、大臂；15、第二油缸；16、中臂；17、第三油缸；18、小臂；19、桩。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

实施例一：如图1和图2所示，打桩机构，包括吊架9、液压缸10、固定箱7和夹持锤头8，吊架9下部安装有可上下移动的固定箱7，液压缸10一端与固定箱7连接，液压缸10另一端通过与夹持锤头8连接，夹持锤头8两侧分别设有限位块一802，固定箱7底部设有与限位块一802配合的滑槽一702及与夹持锤头8两侧面配合的限位板701，限位板701为加强筋板。

如图5和图6所示，所述夹持锤头8包括固定连接的锤头本体805和夹持板806，锤头本体805与夹持板806之间设有夹持液压缸803，限位块一802设置于锤头本体805两侧，锤头本体805顶部设有吊耳801，锤头本体805通过吊耳801及销轴与液压缸10连接，锤头本体805和夹持板806上分别设有压板804，夹持板806侧的压板804与夹持液压缸803的伸缩杆连接，夹持液压缸803另一端与夹持板806铰接。夹持锤头8上的限位块一802可在固定箱7两侧的滑槽一702内滑动，固定箱7上的限位板701限制夹持锤头8与固定箱7的左右移动；滑槽一702、限位板701使夹持锤头8在液压缸10的带动下只能与固定箱7上下运动。

所述吊架9与固定箱7之间设有固定板4，固定箱7通过减震器6和紧固件5与固定板4连接，固定板4两侧分别设有销轴403和限位块二401，吊架9两侧设有与销轴403配合的滑槽二902，吊架9内侧设有与限位块二401配合的限位槽901。固定板4通过两端的销轴403放置于吊架9上的滑槽二902内，固定板4两端的限位块二401限制固定板4与吊架9在打桩下压时绕销轴403的摆动，从而保证打桩过程中固定板4、液压缸10及固定箱7、夹持锤头8及桩19与吊架9保持垂直，在打桩过程中只要通过调整打桩机的大臂14、中臂16、小臂18保证吊架9的垂直，即可保证桩19的垂直。

所述固定板4上设有凸块402，吊架9上设有与凸块402配合的摆动限位台903。固定板4上的凸块402限制吊架9的摆动幅度，固定板4通过减震器6带动固定箱7、夹持锤头8及液压缸10绕吊架9内的滑槽902摆动和上下一定幅度的滑动。

实施例二：所述吊架9上方设有可转动的支撑架2，支撑架2上安装有驱动马达1，驱动马达1的输出轴设有齿轮101，吊架9上设有固定连接的回转齿圈904，齿轮101与回转齿圈904相啮合。液压油驱动驱动马达1输出轴的齿轮101旋转，从而通过相啮合吊架9上的回转齿圈904旋转，进而带动吊架9与支撑架2的相对旋转，从而通过固定板4、减震器6带动固定箱7及夹持锤头8旋转，实现夹持锤头8旋转角度的调整，以方便捡桩、吊桩及对桩过程中夹持锤头8及桩19的角度调整，方便作业施工。

所述支撑架2与吊架9之间设有回转接头11，回转接头11一端与支撑架2连接，另一端与吊架9连接，吊架9上安装有阀3，阀3分别与回转接头11和液压缸10连接；其它与实施例一相同。回转接头11实现吊架9旋转过程中向阀3油路的分配，避免管路的缠绕，阀3向液压缸10的活塞端、活塞杆端提供高压液压油液切换，实现液压缸10活塞杆的伸出、缩回动作，进而带动夹持锤头8及桩19振动冲击，同时整机工作装置通过向支撑架2、吊架9、固定板4、减震器6、固定箱7及夹持锤头8对桩19施加一定压力，从而实现打桩。

本发明在工作时，如图1和图4所示，当需要打桩下压时，夹持锤头8及桩19在桩侧身阻力及端面阻力下置于固定箱7的滑槽一702上限位，同时通过固定箱7、减震器6使固定板4置于吊架9上滑槽二902内的上限位，同时吊架9通过限位槽901与固定板4上的限位块二401相配合，进而限制固定板4与吊架9的摆动，使固定板4仅能沿吊架9上的滑槽二902滑动，不能摆动，从而保证打桩过程中支撑架2、吊架9、固定板4、固定箱7、夹持锤头8及桩19只能上下方向垂直运动，从而保证打桩过程中的垂直度；同时固定板4上凸块402与吊架9上的摆动限位台903相互作用，起辅助限制摆动功能。

如图3所示，拔桩提升时，夹持锤头8及桩19在桩侧身阻力阻力下置于固定箱7的滑槽一702下限位，同时通过固定箱7、减震器6使固定板4置于吊架9上滑槽二902内的下限位，整机工作装置通过向支撑架2、吊架9、固定板4、减震器6、固定箱7及夹持锤头8对桩19施加一定拉力，从而实现拔桩。

本发明通过改变阀3向液压缸10的活塞端、活塞杆端的供油切换频率，可控制液压缸10活塞杆伸出缩回动作的频率，从而实现带动夹持锤头8及桩19振动频率的改变；通过控制供给阀3及液压缸10的供油压力，进而控制液压缸10的作用油液油压，从而实现液压缸10输出力的改变，进一步实现夹持锤头8及桩19振动力的改变。

实施例三：如图7所示，打桩机包括打桩机本体12、大臂14、中臂16和小臂18，打桩机本体12上架与大臂14铰接，中臂16两端分别与大臂14和小臂18一端铰接，所述小臂18另一端设有实施例二所述的打桩机构；小臂18与支撑架2连接，打桩机本体12上架与大臂14之间设有第一油缸13，大臂14和中臂16之间设有第二油缸15，中臂16和小臂18设有第三油缸17。

本发明在使用时，与履带式挖掘机配合使用，工作时，桩19通过夹持液压缸803固定于夹持锤头8上的压板804之间，通过控制第一油缸13、第二油缸15和第三油缸17，对桩19施加压力或拉力，再配合打桩机构进行打桩作业。

Claims (8)

1.一种打桩机构，其特征在于：包括液压缸（10）、固定箱（7）和夹持锤头（8），液压缸（10）一端与固定箱（7）连接，液压缸（10）另一端与夹持锤头（8）连接，夹持锤头（8）两侧分别设有限位块一（802），固定箱（7）底部设有与限位块一（802）配合的滑槽一（702）及与夹持锤头（8）两侧面配合的限位板（701）。

2.根据权利要求1所述的打桩机构，其特征在于：还包括吊架（9），吊架（9）下部安装可上下移动的固定箱（7），吊架（9）与固定箱（7）之间设有固定板（4），固定箱（7）通过减震器（6）和紧固件（5）与固定板（4）连接，固定板（4）两侧分别设有销轴（403）和限位块二（401），吊架（9）两侧设有与销轴（403）配合的滑槽二（902），吊架（9）内侧设有与限位块二（401）配合的限位槽（901）。

3.根据权利要求2所述的打桩机构，其特征在于：所述固定板（4）上设有凸块（402），吊架（9）上设有与凸块（402）配合的摆动限位台（903）。

4.根据权利要求1所述的打桩机构，其特征在于：所述夹持锤头（8）包括固定连接的锤头本体（805）和夹持板（806），锤头本体（805）与夹持板（806）之间设有夹持液压缸（803），限位块一（802）设置于锤头本体（805）两侧，锤头本体（805）顶部设有吊耳（801），锤头本体（805）通过吊耳（801）与液压缸（10）连接，锤头本体（805）和夹持板（806）上分别设有压板（804）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的打桩机构，其特征在于：所述吊架（9）上方设有可转动的支撑架（2），支撑架（2）上安装有驱动马达（1），驱动马达（1）的输出轴设有齿轮（101），吊架（9）上设有固定连接的回转齿圈（904），齿轮（101）与回转齿圈（904）相啮合。

6.根据权利要求5所述的打桩机构，其特征在于：所述支撑架（2）与吊架（9）之间设有回转接头（11），回转接头（11）一端与支撑架（2）连接，另一端与吊架（9）连接，吊架（9）上安装有阀（3），阀（3）分别与回转接头（11）和液压缸（10）连接。

7.一种打桩机，包括打桩机本体（12）、大臂（14）、中臂（16）和小臂（18），打桩机本体（12）上架与大臂（14）铰接，中臂（16）两端分别与大臂（14）和小臂（18）一端铰接，其特征在于：所述小臂（18）另一端设有权利要求6所述的打桩机构。

8.根据权利要求7所述的打桩机，其特征在于：所述小臂（18）与支撑架（2）连接，打桩机本体（12）上架与大臂（14）之间设有第一油缸（13），大臂（14）和中臂（16）之间设有第二油缸（15），中臂（16）和小臂（18）设有第三油缸（17）。

Images