CN116985015A - 一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于预制桩焊前处理领域，具体是指一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，包括基底盘、圆柱凸轮、仿形机构、开口机构和下定位吸附机构，所述仿形机构转动设于基底盘上壁，所述圆柱凸轮设于仿形机构外边缘下，所述开口机构同心设于仿形机构上方，所述下定位吸附机构设于基底盘上壁中心的凹槽内。本发明通过仿形机构，能够将阵列设置的直角打磨板完全贴合在预制桩和桩尖的焊接区，直角打磨板能够根据预制桩的形状和尺寸进行自适应变化，然后再通过电钻驱动圆柱凸轮转动，从而使仿形机构能够高频次往复摆动，对焊接区的表面进行打磨除锈，实现对预制桩和桩尖同步、快速除锈，且打磨平整度高的效果。

Description

一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备

技术领域

本发明属于预制桩焊前处理领域，具体是指一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备。

背景技术

在预制桩下沉施工时，为了减少断桩机率，增加预制桩对土层的穿透能力，通常会在桩端板上焊接桩尖，桩尖起到引导、破障和封堵的作用。

预制桩根据其横截面形状，分为管桩、矩形桩、工字形桩和半圆形预制桩等；同时，桩尖会跟随预制桩的横截面进行相应的变化，一般情况下，桩尖与预制桩横截面形状相匹配，常用的预制桩主要为管桩和矩形桩。

因储存条件的限制，预制桩和桩尖通常为露天堆放，其遇水或受潮后，桩尖和桩端板的待焊接区域，发生锈蚀的现象十分普遍。为了保证焊接质量，防止施工中出现桩尖焊缝断裂，导致斜桩事故，在焊接前需要对桩尖和桩端板的焊接区进行除锈处理，常用的方法是通过角磨机进行打磨，此种方法打磨效率低，而且打磨时容易出现过渡打磨的现象，导致焊接区域凹凸不平，影响焊接质量。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，本发明通过仿形机构，能够将阵列设置的直角打磨板完全贴合在预制桩和桩尖的焊接区，直角打磨板能够根据预制桩的形状和尺寸进行自适应变化，然后再通过电钻驱动圆柱凸轮转动，从而使仿形机构能够高频次往复摆动，对焊接区的表面进行打磨除锈，实现对预制桩和桩尖同步、快速除锈，且打磨平整度高的效果。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，包括基底盘、圆柱凸轮、仿形机构、开口机构和下定位吸附机构，所述仿形机构转动设于基底盘上壁，仿形机构可以自动适应预制桩的形状，并贴合在预制桩外轮廓上，便于后续打磨，所述圆柱凸轮设于仿形机构外边缘下，圆柱凸轮可以使仿形机构往复摆动，实现打磨的效果，所述开口机构同心设于仿形机构上方，开口机构便于操作者将本设备套接在预制桩下端，所述下定位吸附机构设于基底盘上壁中心的凹槽内，下定位吸附机构用于固定桩尖。

进一步地，所述仿形机构包括摆动打磨环、浮动叉形支架、直角打磨板和弹簧，所述摆动打磨环转动设于基底盘上壁，所述浮动叉形支架圆周阵列滑动设于摆动打磨环侧壁上，所述直角打磨板铰接对称设于浮动叉形支架的分叉端，所述弹簧环绕设于浮动叉形支架上，弹簧始终将浮动叉形支架向摆动打磨环的圆心方向推动，直角打磨板在压力的作用下，会自动转动至合适的角度，使其能够自适应地贴合在预制桩上，直角打磨板含有相互垂直的两个打磨面，可以与预制桩和桩尖上待焊接棱边两侧的表面接触打磨，实现一次性打磨。

进一步地，所述基底盘上环绕下定位吸附机构设有环形槽，所述基底盘的边缘设有法兰，所述圆柱凸轮转动设于法兰上，所述圆柱凸轮上设有凸轮槽，所述圆柱凸轮的一端设有传动孔，传动孔可以与电钻传动连接，圆柱凸轮通过电钻驱动实现转动；所述下定位吸附机构包括滑杆、滑块一、升降杆和磁力座，所述滑杆多组滑动设于基底盘中心的凹槽内，所述滑块一滑动设于滑杆上，所述升降杆竖直方向滑动设于滑块一内，通过抽拉升降杆，可以改变升降杆的高度，所述磁力座设于升降杆的顶端，所述基底盘位于滑杆的两端阵列设有定位销，通过定位销可以将滑杆固定。

进一步地，所述浮动叉形支架的末端设有限位块一，所述限位块一的内侧设有限位块二，所述弹簧设于限位块二与摆动打磨环的侧壁之间，弹簧始终将限位块二向摆动打磨环方向拉动。

进一步地，所述摆动打磨环下壁圆周阵列设有摆动支撑杆，所述摆动支撑杆转动设于环形槽内，所述摆动打磨环的侧壁圆周阵列设有定位仓，所述定位仓内设有滑动腔，所述限位块一滑动设于滑动腔中，限位块一和限位块二共同约束了浮动叉形支架的行程，其中一个所述定位仓下方设有摆动杆，所述摆动杆的下端设于凸轮槽中，当圆柱凸轮转动时，摆动杆会跟随凸轮槽绕摆动打磨环的圆心进行圆周摆动。

进一步地，所述开口机构包括拉环、拉杆和滑块二，所述滑块二滑动设于浮动叉形支架上的限位块一和限位块二之间的区域，所述拉杆铰接设于滑块二上，所述拉环铰接设于拉杆的顶端，拉杆和滑块二的数量与浮动叉形支架的数量相同，当浮动叉形支架为收缩状态时，拉杆与滑块二之间的仰角增大，拉环相对仿形机构上升，当下压拉环时，滑块二被推向远离圆心的位置，限位块一被滑块二向外推动，从而使浮动叉形支架向外张开，使仿形机构的开口增大，便于套接预制桩。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

仿形机构上的浮动叉形支架，在弹簧的作用下，可以根据预制桩的尺寸进行收缩，使仿形机构可以适用于不同尺寸的预制桩；

在浮动叉形支架根据预制桩尺寸自动收缩时，与浮动叉形支架铰接的直角打磨板，在弹簧和浮动叉形支架施加的压力作用下，直角打磨板自动转动到合适的角度，使直角打磨板的表面紧密贴合在焊接区的表面，自动适应预制桩的外形变化，提高后续打磨效率；

通过凸轮圆柱与摆动杆配合，凸轮圆柱转动时，摆动杆会带动摆动打磨环往复高速转动，从而使直角打磨板高度往返运动，对焊接区表面实现打磨抛光，去除锈蚀；

上下对称设置的直角打磨板的直角面，能够对预制桩和桩尖待焊接棱边的两侧壁实现同时打磨修复，将焊接区的锈蚀一次性清理干净，无需分两次对桩尖和预制桩打磨；

通过下压开口机构，可以将浮动叉形支架向外侧推动，使相对设置的浮动叉形支架之间的距离增大，便于将仿形机构撑开，使其套在预制桩上，避免直角打磨板与桩身干涉；

下定位吸附机构用于放置桩尖，因滑杆和滑块一均为滑动状态，使得桩尖能够在上下对称设置的直角打磨板的作用下，移动到与桩身相对应的位置，当上方桩身上的直角打磨板完全固定后，下方的直角打磨板也会挤压桩尖对其初步定位，当滑杆被定位销固定后，再启动磁力座的吸附功能，桩尖被完全固定，桩尖不会跟随直角打磨板旋转，使两者之间产生相对转动，提高打磨效率；

升降杆可以根据桩尖的尺寸差异进行高度调整，以使桩尖的端面与直角打磨板的水平面相贴合。

附图说明

图1为本发明提出的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备的结构示意图；

图2为下定位吸附机构的结构示意图；

图3为仿形机构和开口机构剖视图；

图4为图3中I部分的放大图；

图5为仿形机构的状态图一；

图6为仿形机构的状态图二；

图7为浮动叉形支架和直角打磨板的安装示意图的断裂视图；

图8为摆动打磨环的结构示意图；

图9为摆动打磨环的剖视图。

其中，1、基底盘，2、圆柱凸轮，3、仿形机构，4、开口机构，5、下定位吸附机构，6、环形槽，7、滑杆，8、滑块一，9、升降杆，10、磁力座，11、法兰，12、凸轮槽，13、传动孔，14、拉环，15、拉杆，16、滑块二，17、摆动打磨环，18、浮动叉形支架，19、直角打磨板，20、弹簧，21、摆动杆，22、限位块一，23、限位块二，24、摆动支撑杆，25、定位仓，26、滑动腔，27、定位销。

在图6中，a和b用于表示滑块二与不同浮动叉形支架的限位块一之间的距离差异，其距离差异与浮动叉形支架的角度位置有关，滑块二永远贴在圆周半径最小的限位块一的侧壁上，且所有滑块二分布的圆周半径均一致。

附图用来提供对本发明的进一步理解，且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提出的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，包括基底盘1、圆柱凸轮2、仿形机构3、开口机构4和下定位吸附机构5，仿形机构3转动设于基底盘1上壁，仿形机构3可以自动适应预制桩的形状，并贴合在预制桩外轮廓上，便于后续打磨，圆柱凸轮2设于仿形机构3外边缘下，圆柱凸轮2可以使仿形机构3往复摆动，实现打磨的效果，开口机构4同心设于仿形机构3上方，开口机构4便于操作者将本设备套接在预制桩下端，下定位吸附机构5设于基底盘1上壁中心的凹槽内，下定位吸附机构5用于固定桩尖。

如图3-图7所示，仿形机构3包括摆动打磨环17、浮动叉形支架18、直角打磨板19和弹簧20，摆动打磨环17转动设于基底盘1上壁，浮动叉形支架18圆周阵列滑动设于摆动打磨环17侧壁上，直角打磨板19铰接对称设于浮动叉形支架18的分叉端，弹簧20环绕设于浮动叉形支架18上，弹簧20始终将浮动叉形支架18向摆动打磨环17的圆心方向推动，直角打磨板19在压力的作用下，会自动转动至合适的角度，使其能够自适应地贴合在预制桩上，如图5所示，当预制桩为管桩时，直角打磨板19最终围成与管桩尺寸相贴合的圆形，如图6所示，当预制桩为矩形桩时，直角打磨板19最终围成与矩形桩尺寸相贴合的矩形（调整浮动叉形支架18的数量和尺寸，直角打磨板19也可以围成半圆形或工字型），直角打磨板19含有相互垂直的两个打磨面，可以与预制桩和桩尖上待焊接棱边两侧的表面接触打磨，实现一次性打磨。

如图1和图2所示，基底盘1上环绕下定位吸附机构5设有环形槽6，基底盘1的边缘设有法兰11，圆柱凸轮2转动设于法兰11上，圆柱凸轮2上设有凸轮槽12，圆柱凸轮2的一端设有传动孔13，传动孔13可以与电钻传动连接，圆柱凸轮2通过电钻驱动实现转动；下定位吸附机构5包括滑杆7、滑块一8、升降杆9和磁力座10，滑杆7多组滑动设于基底盘1中心的凹槽内，滑块一8滑动设于滑杆7上，升降杆9竖直方向滑动设于滑块一8内，通过抽拉升降杆9，可以改变升降杆9的高度，磁力座10设于升降杆9的顶端，基底盘1位于滑杆7的两端阵列设有定位销27，通过定位销27可以将滑杆7固定。

如图7所示，浮动叉形支架18的末端设有限位块一22，限位块一22的内侧设有限位块二23，弹簧20设于限位块二23与摆动打磨环17的侧壁之间，弹簧20始终将限位块二23向摆动打磨环17方向拉动。

如图4、图8和图9所示，摆动打磨环17下壁圆周阵列设有摆动支撑杆24，摆动支撑杆24转动设于环形槽6内，摆动打磨环17的侧壁圆周阵列设有定位仓25，定位仓25内设有滑动腔26，限位块一22滑动设于滑动腔26中，限位块一22和限位块二23共同约束了浮动叉形支架18的行程，其中一个定位仓25下方设有摆动杆21，摆动杆21的下端设于凸轮槽12中，当圆柱凸轮2转动时，摆动杆21会跟随凸轮槽12绕摆动打磨环17的圆心进行圆周摆动。

如图1、图3和图4，开口机构4包括拉环14、拉杆15和滑块二16，滑块二16滑动设于浮动叉形支架18上的限位块一22和限位块二23之间的区域，拉杆15铰接设于滑块二16上，拉环14铰接设于拉杆15的顶端，拉杆15和滑块二16的数量与浮动叉形支架18的数量相同，当浮动叉形支架18为收缩状态时，拉杆15与滑块二16之间的仰角增大，拉环14相对仿形机构3上升，当下压拉环14时，滑块二16被推向远离圆心的位置，限位块一22被滑块二16向外推动，从而使浮动叉形支架18向外张开，使仿形机构3的开口增大，便于套接预制桩。

具体使用时，将预制桩吊装为垂直状态后，将本设备移动到预制桩下方，先取出对应的桩尖，将桩尖放置在磁力座10上，磁力座10的开关为闭合状态，不会对桩尖产生磁吸力，向上抽拉升降杆9，调整桩尖的高度，直至桩尖的上端面与浮动叉形支架18下方的直角打磨板19的水平打磨面接触即可。

桩尖高度调整完成后，向下按压拉环14，与拉环14铰接的拉杆15会推动滑块二16向远离圆心的方向移动，直至滑块二16与限位块一22接触，此时为仿形机构3为最大开口状态，然后通过桩机调整预制桩底端的高度，使其与浮动叉形支架18上方的直角打磨板19的水平打磨面接触即可。

然后，松开拉环14，限位块一22不再受到滑块二16的推力，浮动叉形支架18在弹簧20的作用下，向摆动打磨环17的圆心方向移动，直角打磨板19会与预制桩的轮廓相接触；在直角打磨板19与预制桩接触的过程中，直角打磨板19会相对浮动叉形支架18自动旋转至合适的角度，以贴合到预制桩上。

在此过程中，滑块二16会被向内推动，使拉环14向上升高，若预制桩为圆形管桩，如图5所示，滑块二16与限位块一22之间的距离完全相同；若预制桩为矩形桩或其它异形桩，如图6中的a和b所示，则滑块二16与限位块一22之间的距离不同，滑块二16只会与圆周半径最小的限位块一22相贴合，并强制其它角度的滑块二16分布的圆周半径与其一致。

在上方的直角打磨板19与预制桩的轮廓相贴合的过程中，下方的直角打磨板19也会推动桩尖移动至与预制桩相适配的位置，对其进行初步定位；因桩尖平放于磁力座10上，当下方的直角打磨板19被浮动叉形支架18推动时，直角打磨板19也会同步推动桩尖移动，若磁力座10不与桩尖下方的筋板干涉，则桩尖会相对磁力座10产生位移，若桩尖下方的筋板触碰到磁力座10，则磁力座10所处的滑块和滑杆7会受到桩尖下方筋板的作用，一同移动，最终使桩尖移动到预制桩的正下方，而几组磁力座10也会自适应地移动到桩尖下方的合适位置，起到支撑作用，最终使桩尖与预制桩的横截面投影相重合；当仿形机构3完全贴在预制桩和桩尖上后，将定位销27按下，使滑杆7不再自由移动，此时，滑块一8只能沿着滑杆7的方向滑动，当磁力座10的开关打开后，桩尖被牢牢吸附在磁力座10上时，桩尖的自由度与滑块一8的自由度相同，即只能沿着滑杆7的方向滑动，又因为受到浮动叉形支架18和上方预制桩的限制，下方的直角打磨板19会限制滑块一8的移动，使其也无法沿着滑杆7的方向滑动，最终使桩尖完全固定，不会跟随直角打磨板19转动，防止后续打磨时，影响打磨效果。

定位完成后，预制桩的待焊接棱边的两侧壁，与上端的直角打磨板19的两侧壁相接触，桩尖的待焊接棱边的两侧壁，与下端的直角打磨板19的两侧壁相接触，将电钻的输出轴插入传动孔13中，启动电钻，电钻驱动圆柱凸轮2转动，圆柱凸轮2表面的凸轮槽12会驱动摆动杆21绕摆动打磨环17的中心往复摆动，摆动杆21驱动摆动打磨环17往复摆动，浮动叉形支架18上方的直角打磨板19跟随往复摆动，以实现对预制桩和桩尖的待焊接面打磨除锈的效果。

每一组直角打磨板19只在小角度范围内往复摆动，多组设置的直角打磨板19可以实现对预制桩和桩尖的全覆盖打磨，配合电钻，使直角打磨板19高频往复转动，实现高效、快速打磨，打磨效果相对角磨机更快、更平整，打磨完成后，将本装置移除，取下桩尖，与预制桩对焊即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：包括基底盘、圆柱凸轮、仿形机构、开口机构和下定位吸附机构，所述仿形机构转动设于基底盘上壁，所述圆柱凸轮设于仿形机构外边缘下，所述开口机构同心设于仿形机构上方，所述下定位吸附机构设于基底盘上壁中心的凹槽内；

所述仿形机构包括摆动打磨环、浮动叉形支架、直角打磨板和弹簧，所述摆动打磨环转动设于基底盘上壁，所述浮动叉形支架圆周阵列滑动设于摆动打磨环侧壁上，所述直角打磨板铰接对称设于浮动叉形支架的分叉端，所述弹簧环绕设于浮动叉形支架上。

2.根据权利要求1所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述浮动叉形支架的末端设有限位块一，所述限位块一的内侧设有限位块二。

3.根据权利要求2所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述开口机构包括拉环、拉杆和滑块二，所述滑块二滑动设于浮动叉形支架上的限位块一和限位块二之间的区域，所述拉杆铰接设于滑块二上，所述拉环铰接设于拉杆的顶端。

4.根据权利要求3所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述下定位吸附机构包括滑杆、滑块一、升降杆和磁力座，所述滑杆多组滑动设于基底盘中心的凹槽内，所述滑块一滑动设于滑杆上，所述升降杆竖直方向滑动设于滑块一内，所述磁力座设于升降杆的顶端。

5.根据权利要求4所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述基底盘上环绕下定位吸附机构设有环形槽，所述基底盘的边缘设有法兰。

6.根据权利要求5所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述摆动打磨环下壁圆周阵列设有摆动支撑杆，所述摆动支撑杆转动设于环形槽内，所述摆动打磨环的侧壁圆周阵列设有定位仓，所述定位仓内设有滑动腔。

7.根据权利要求6所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述圆柱凸轮转动设于法兰上，所述圆柱凸轮上设有凸轮槽，所述圆柱凸轮的一端设有传动孔。

8.根据权利要求7所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：其中一个所述定位仓下方设有摆动杆，所述摆动杆的下端设于凸轮槽中。

9.根据权利要求8所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述限位块一滑动设于滑动腔中，所述弹簧设于限位块二与摆动打磨环的侧壁之间。

10.根据权利要求9所述的一种现场施工用预制桩桩尖除锈焊接设备，其特征在于：所述基底盘位于滑杆的两端阵列设有定位销。