CN1131714A - 一种新型压桩机 - Google Patents

Abstract

一种新型压桩机，有特制的双缸联动并联行走液压油缸和缓冲装置，四台液压油缸(13)分装在四个龙门架(14)内，其缸体可沿(14)内的导轨上下滑动将压桩动力作用在桩段上，(173)为滑动活动门，所述压桩机低位进桩，桩段吊入和就位很方便，入土连惯平稳，进桩压力可调，桩机部件受力均衡，可满足和适应各种压桩作业的施工要求，结构简单，突破了此类压桩机的传统模式。

Description

一种新型压桩机

本发明涉及一种建工机械，特别是一种全液压静力压桩机。

全液压静力压桩机是依靠其设备自重作沉桩反力使桩段下沉的，因此，整机重量非常沉。其行走机构在支承整机巨大荷载的情况下，尚需完成纵向或横向行走以及机身回转等作业，是此种压桩机上非常关键的组成部份。液压静力压桩机的行走机构通常包括两条长履，两条短履，长短履成矩形布置；在长履上有四只顶升液压油缸通过长履台车及支腿结构体支撑着机体；机体底座同时通过四台短履台车与短履相联；在长短履上装有行走液压油缸，它们通常为四只。其工作过程是这样：长履上的四只顶升液压油缸动作，使机体上升短履离开地面。机体承载于长履之上，此时长履上的两只行走液压油缸水平工作，推动两台长履行走台车经两只顶升液压油缸杆头，使顶升液压油缸导向套及其活塞横向受力，并将此推力传递给两条支腿结构体，然后传递给机体，通过机体传递给另两条支腿结构体及顶升液压油缸从而带动另两只行走台车被动地移动。如此结构的行走机构，其顶升液压油缸及支腿结构体因受力不均衡非常易于损坏，各联接点因桩机起停运行产生的巨大惯性而易于受到损坏。

通常的顶压式静力压桩机是以电动卷扬方式作压桩动力的。此种方式进桩困难，设备简陋，操作麻烦，其桩段通常是在压桩梁升至高位时，用起重设备将桩段从压桩梁的下部塞入，因此存在着桩段吊入和就位很不方便的毛病，工效低且不安全；通常的夹持式液压压桩机，则只能对矩形截面的桩段进行施工，且对桩段自身强度要求较高，压桩能力因受夹持摩擦力限制而十分有限，不宜向大规格发展。

本发明的目的之一在于：通过改进设计，大大减轻和防止前述现有压桩机上的液压步履行走机构顶升液压油缸及支腿结构体因受力不均衡而易于损坏及各联接点因桩机起停而产生的巨大惯性而遭破坏之弊病，从而延长顶升液压油缸以及行走机构的使用寿命；目的之二在于：提供一种以液压作动力，且桩段吊装就位方便并具有拔桩功能的液压驱动绳拉上进桩顶压压拔机构。

实现本发明所述第一目的的设计构思是这样：利用液体可万向传递功率并可联通工作的特点，在总的行走推力不变的前提下，将原来两条长履和两条短履上的四只大直径行走液压油缸改为八只小直径行走液压油缸。即将原来仅作用于单个顶升液压油缸，行走台车，支腿结构体上的单个大直径行走液压油缸改为同时分别作用于同一条履上两个顶升液压油缸，行走台车和支腿结构体上的双缸联动并联行走液压油缸，而且在相关的联接点部位加装缓冲装置。具体构造如下：

在同一条履上有两个行走液压油缸，它们是行走液压油缸(3)和行走液压油缸(4)；有四个缓冲装置，它们是两个缓冲装置(8)，两个缓冲装置(9)；行走液压油缸(3)的杆头(303)与该履结构体一端的联接部位经该端缓冲装置(8)而相联接；行走液压油缸(4)的杆头(403)与该履结构体另一端的联接部位经该端缓冲装置(8)而相联接；行走液压油缸(3)与行走台车(5)的联接部位经该部位的缓冲装置(9)而相联接，行走液压油缸(4)则与该履之上受其推动的另一行走台车(5)的联接部位经该部位之缓冲装置(9)而相联接；行走液压油缸(3)的有杆腔(301)与行走液压油缸(4)的无杆腔(402)经管道(1)相联通，行走液压油缸(3)的无杆腔(302)与行走液压油缸(4)的有杆腔(401)经管道(2)相联通。

如下构件专为实现第二个目的而设置：压桩驱动装置液压油缸(13)，龙门架(14)钢丝绳组(15)，下滑轮组(16)，压拔桩梁(17)，平衡滑轮组(172)，上拉钢丝绳组(18)，天梁滑轮组(19)，天梁(20)组成，其结构特征在于：四台液压油缸(13)分别安装在四个龙门架(14)内，液压油缸(13)的活塞杆杆头与机体(10)铰接，其缸体朝上可沿龙门架(14)内的导轨上下滑动，钢丝绳组(15)经平衡滑轮组(172)绕过下滑轮组(16)套在液压油缸(13)缸体底端的半圆绳槽上，上拉钢丝绳组(18)经压拔桩梁(17)上的吊耳通过天梁(20)上的天梁滑轮组(19)栓扎在液压油缸(13)缸体顶端的耳环上。

压拔桩梁(17)是所述压桩机构中一种特别设计的上部进桩构件。它有一个中间开孔的钢结构T型主体(171)，其上装有平衡滑轮组(172)，其中间开孔处有一个由开关液压油缸(174)控制的滑动活动门(173)，滑动活动门(173)之下有一个桩段支套(176)；T型主体(171)上还有一个超长桩帽(175)，超长桩帽(175)与T型主体(171)间用钢丝绳组(177)联接。

压桩作业开始时，将压拔桩梁(17)置于最低工作位置，液压控制系统使开关液压油缸(174)工作，将滑动活动门(173)开启，露出中间开孔。此时起重设备将桩段由压拔桩梁(17)的T型主体(171)中间开孔上方置于孔中；桩段通过开孔和桩段支套(176)置于地面施工桩位。此时，操纵系统使液压油缸(13)有杆腔工作，缸体即向下移动，液压油缸(13)回程。此时缸体通过栓扎在其顶端上的上拉钢丝绳组(18)将压拔桩梁(17)向上拉起直至桩段顶部低于滑动活动门(173)下沿为止，操作开关液压油缸(174)使滑动活动门(173)关闭，然后利用压桩机上的其它机构调整桩段的几何为置，使之呈可压入状态。操纵液压油缸(13)使其无杆腔工作，则缸体上升，液压油缸(13)升程，缸体下端的半圆绳槽通过绕过下滑轮组(16)的钢丝绳组(15)并经装在压拔桩梁(17)上的平衡滑轮组(172)的传递，将压拔桩梁(17)向下拉动，压桩力便通过滑动活动门(173)底部作用在桩段顶端，使桩段平稳下沉直至液压油缸(13)工作行程终了，压拔桩梁(17)重新回到最低工作位置，如是一个压桩工作循环即告完成。重复上述过程并辅之以桩段接头联接等辅助工序，则可将桩段逐节压入直到满足设计要求。

当桩段长度超过压桩机设计标准行程时，可以使用超长桩帽(175)。将超长桩段置入压拔桩梁(17)打开的中间开孔中，用起重设备将超长桩帽(175)吊起扣在桩段顶端，操纵液压油缸(13)使其无杆腔工作，即可如前述压桩过程一样，使压拔桩梁(17)下行，此时通过钢丝绳组(177)将压桩力传递到超长桩帽(175)并通过它作用于桩段顶端，使桩段下沉。当桩段在地面部分小于标准压入长度时，可使用压拔桩梁(17)将其直接压入。

经过如此改进设计后的所述压桩机上的液压步履行走机构，由于将原来一条履上仅作用于该履之上单个顶升液压油缸，行走台车，支腿结构体的单个大直径行走液压油缸改为同时分别作用于该履之上两个顶升液压油缸，行走台车和支腿结构体的双缸联动并联行走液压油缸，故而具有了前述各部件受力均衡之优点；由于在各相关联接点部位加装了缓冲装置，故而便大大减轻了桩机起停运行惯性对相关受力点的破坏作用；可见本发明所述压桩机上的液压步履行走机构具有受力均衡，强度高，经久耐用且结构简单之优点，突破了此类桩机步履行走机构传统模式。

通过对液压驱动机构的创新设计，使得所述压桩机便有了进桩容易，操作方便的优点；低位进桩，桩段吊入和就位很方便，桩段入土连惯平稳安全；其独特的压拔桩机构使其适用面较宽，可满足各种不同材料，不同截面形状的成形桩的施工要求，甚至可以提供巨大的拔桩力，进行诸如压拔压灌注桩钢管和超长桩的作业。

附图说明。

图1为本发明所述行走机构主视图。

图中(1)和(2)皆为双缸联动并联行走液压油缸(3)和(4)的输油管道，(3)和(4)为行走液压油缸，(5)为行走台车，(6)为支腿结构体，(7)为顶升液压油缸，(8)为行走液压油缸与履结构体端部间的缓冲装置，(9)为行走液压油缸与行走台车间的缓冲装置，(10)为机体，(11)为长履，(12)为短履。

图2为本发明所述行走机构俯视图。

图中(1)和(2)皆为双缸联动并联行走液压油缸(3)和(4)的输油管道，(3)和(4)为行走液压油缸，(5)为行走台车，(6)为支腿结构体，(7)为顶升液压油缸，(8)为行走液压油缸与履结构体端部间的缓冲装置，(9)为行走液压油缸与行走台车间的缓冲装置，(10)为机体，(11)为长履。

图3为本发明所述双缸联动并联行走液压油缸液压原理示意图

图中(1)和(2)皆为双缸联动并联行走液压油缸(3)和(4)的输油管道，(3)和(4)为行走液压油缸，(301)为行走液压油缸(3)的有杆腔，(302)为行走液压油缸(3)的无杆腔，(303)为行走液压油缸(3)的杆头，(401)为行走液压油缸(4)的有杆腔，(402)为行走液压油缸(4)的无杆腔，(404)为行走液压油缸(4)的杆头。

图4—图7在实施例中介绍。

图8为本发明结构主视图。

图中(10)为机体，(11)为长履，(12)为短履，(13)为压桩驱动装置液压油缸，(14)为龙门架，(15)为钢丝绳组，(16)为下滑轮组，(17)为压拔桩梁，(18)为上拉钢丝绳组，(19)为天梁滑轮组，(20)为天梁

图9为本发明结构侧视图。图中编号与图8相一致，此处说明从略。

图10为本发明所述压拔桩梁(17)结构主视图。图中(21)为压拔桩梁(17)上的导向轮组，(22)为压拔桩梁(17)上的中间开孔，(171)为压拔桩梁(17)上的钢结构T型主体，(172)为平衡滑轮组，(173)为滑动活动门，(174)为开关液压油缸，(176)为桩段支套。

图11为本发明所述压拔桩梁(17)结构俯视图。图中(21)为压拔桩梁(17)上的导向轮组，(22)为压拔桩梁(17)上的中间开孔，(171)为压拔桩梁(17)上具有中间开孔(22)的钢结构T型主体，(172)为平衡滑轮组。

图12为本发明所述滑动活动门结构剖视图。图中(23)为滑动活动门(173)的滑道，(173)为滑动活动门，(174)为开关液压油缸，(176)为桩段支套。

图13为本发明所述超长桩帽结构图。图中(21)为压拔桩梁(17)上的导向轮组，(22)为压拔桩梁(17)上的中间开孔，(171)为压拔桩梁(17)上的钢结构T型主体，(172)为平衡滑轮组，(173)为滑动活动门，(174)为开关液压油缸，(175)为超长桩帽，(176)为桩段支套，(177)为T型主体(171)与超长桩帽(175)间的联接钢丝绳组。

图14为本发明用液压卷扬机替代液压油缸(13)作为压桩驱动装置的一个实例图。

图中(23)为液压卷扬机，其它部件与用液压油缸(13)作为压桩驱动装置的部件相一致，钢丝绳组的穿绕方式略有不同，说明从略。

图15为本发明液压原理图。

图中(3)和(4)为行走液压油缸，(13)为压桩驱动装置液压油缸，(174)为开关液压油缸，(25)为截止阀，(26)为短履回正液压油缸，(27)为液动换向阀，(28)为手动先导阀，(29)为二联手动多路换向阀，(30)为压力表开关，(31)为指针式压力表，(32)为液控单向阀，(33)为单向阀，(34)为蓄能器开关，(35)为蓄能器，(36)为溢流阀，(37)为恒功率变量双泵，(38)为吸油滤清器，(39)为空气滤清器，(40)为散热冷却器，(41)为手动换向阀，(42)为回油滤清器。

以下是实施例，在实施例中将对图4--图7予以说明。

缓冲装置分为液压和机械弹簧两种行式，分别安装在每条履上行走液压油缸杆头与该履结构体两端的联接部位上和行走液压油缸与两台行走台车的联接部位上，可以组成四种缓冲方案。

图4为行走液压油缸与履结构体一端的联接部位采用机械弹簧形式作缓冲装置之实施例结构图。

图中(3)为行走液压油缸，(303)为行走液压油缸(3)的杆头，(801)为联接铰座，(802)为滑动杆，(803)为联接外套，(804)为联接座套，(805)为弹性元件。

行走液压油缸(3)的杆头(303)通过联接铰座(801)与滑动杆(802)联接；联接座套(804)与履结构体一端联接。

图5为行走液压油缸与履结构体一端的联接部位采用液压形式作缓冲装置之实施例结构图。

图中(3)为行走液压油缸，(8)为缓冲装置，(303)为行走液压油缸(3)的杆头，(811)为密封件，(812)为阻尼孔，(813)为联接外套，(814)为导向套，(815)为滑动阻尼杆。

联接外套(813)与履结构体一端联接，滑动阻力杆(815)与行走液压油缸(3)的杆头(303)联接。

图6为行走液压油缸与行走台车的联接部位采用机械弹簧形式作缓冲装置之实施例结构图。

图中(3)为行走液压油缸，(5)为行走台车，(6)为支腿结构体，(9)为缓冲装置，(11)为长履，(901)为联接外套，(902)为弹性元件，(903)滑动杆，(904)为联接座套。

联接座套(904)与行走液压油缸(3)缸体联接，滑动杆(903)与行走台车(5)联接。行走液压油缸(3)产生的行走作用力通过其缸体传递给联接座套(904)，使其在滑动杆(903)上移动，并通过弹性元件(902)的阻尼作用使行走台车(5)并通过行走台车(5)使整个机体(10)平稳地起动，行走和停止。

图7为行走液压油缸与行走台车的联接部位采用液压形式作缓冲装置之实施例结构图。

图中(5)为行走台车，(6)为支腿结构体，(9)为缓冲装置，(11)为长履，(911)为密封件，(912)为阻尼孔，(913)为联接外套，(914)为导向套，(915)为滑动阻尼杆。

联接外套(913)与行走液压油缸(3)缸体联接，滑动阻尼杆(915)与走台车(5)联接。

四种缓冲方案可根据需要选用其中两种即可形成非常有效的

四种缓冲方案可根据需要选用其中两种即可形成非常有效的缓冲效果。另外必须说明，本发明所述压桩机上的液压步履行走机构也显然同样适用于其它步履机械。

由于桩段较长，液压油缸行程有限，故所述机构采用的液压油缸(13)是一种特制的多级液压油缸。在压桩过程的每一循环中，多级液压油缸最内层(即活塞面积较小)的液压缸先伸出，此时地层较松软，沉桩阻力小，沉桩速度较快。套在外面(即活塞面积较大)的液压缸后伸出，此时地层较硬，沉桩阻力大，沉桩速度较慢，如此便能充分适应和满足压桩施工工艺的要求，同时又能充分利用压桩机的功率。

为了满足维护方便和操作简单的需要，亦可将液压油缸(13)设计成行程为前述多级缸总行程的二分之一，活塞面积为前述多级缸最大面积的两倍的单级双作用液压油缸。此时应将钢丝组(15)和上拉钢丝组(18)改为增速倍率为二倍的增速滑轮组，将液压油缸(13)缸体下端的半圆绳槽改为滑轮，缸体上端栓扎上拉钢丝组(18)的耳环也改为滑轮。钢丝组(15)的绳头栓扎在机体(10)上，上拉钢丝组(18)的绳头栓扎在天梁(20)上。压桩机构的工作原理与前述多级缸驱动时完全相同，压桩能力也完全一样。

另外，作为压桩驱动装置的另一种形式，可用四台液压马达驱动的液压卷扬机(24)来替代液压油缸(13)作压桩驱动装置。此时只须将钢丝绳组的穿绕方式作一些改动(如附图14所示)即可。其工作原理与用前述液压油缸(13)作压桩驱动装置类似，此处不赘述。

Claims (2)

1.一种新型压桩机，它包括两条长履，两条短履，长短履成矩形布置；在长，覆上有四只顶升液压油缸通过长履台车及支腿结构体支撑着机体，机体底座同时通过四台短履台车与短履相联；在长短履上装有行走液压油缸，通常为四只；它还包括压桩驱动装置液压油缸(13)，龙门架(14)，钢丝绳组(15)，下滑轮组(16)，压拔桩梁(17)，平衡滑轮组(172)，上拉钢绳丝组(18)，天梁滑轮组(19)，天梁(20)，其特征在于：

在同一条履上有两个行走液压油缸，它们是行走液压油缸(3)和行走液压油缸(4)；有四个缓冲装置，它们是两个缓冲装置(8)，两个缓冲装置(9)；行走液压油缸(3)的杆头(303)与该履结构体一端的联接部位经该端缓冲装置(8)而相联接；行走液压油缸(4)的杆头(403)与该履结构体另一端的联接部位经该端缓冲装置(8)而相联接；行走液压油缸(3)与行走台车(5)的联接部位经该部位的缓冲装置(9)而相联接，行走液压油缸(4)则与该履之上受其推动的另一行走台车(5)的联接部位经该部位之缓冲装置(9)而相联接；行走液压油缸(3)的有杆腔(301)与行走液压油缸(4)的无杆腔(402)经管道(1)相联通，行走液压油缸(3)的无杆腔(302)与行走液压油缸(4)的有杆腔(401)经管道(2)相联通。

其另一特征在于：

所述压桩机四台液压油缸(13)分别安装在四个龙门架(14)内，液压油缸(13)的活塞杆杆头与机体(10)铰接，其缸体朝上可沿龙门架(14)内的导轨上下滑动，钢丝绳组(15)经平衡滑轮组(172)绕过下滑轮组(16)套在液压油缸(13)缸体底端的半圆绳槽上，上拉钢丝绳组(18)经压拔桩梁(17)上的吊耳通过天梁(20)上的天梁滑轮组(19)栓扎在液压油缸(13)缸体顶端的耳环上。

2.如权利要求1所述的压桩机，其特征在于：所述压拔桩梁(17)为一个中间开孔的钢结构T型主体(171)，其上装有平衡滑轮组(172)，其中间开孔处有一个由开关液压油缸(174)控制的滑动活动门(173)，滑动活动门(173)之下有一个桩段支套(176)；T型主体(171)上还有一个超长桩帽(175)，超长桩帽(175)与T型主体(171)间用钢丝绳组(177)联接。

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