CN117364772A - 一种海洋平台的自动打桩设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打桩设备相关技术领域，公开了一种海洋平台的自动打桩设备，通过定位环和环形打桩锤的设置，使得打桩设备可以整体套设在桩基的外侧，无需从桩基的顶端进行施工，因此打桩设备的高度就不会再限制桩基的长度，可以轻易对任何长度的桩基进行施工，便于深海地区的平台施工，定位环可以通过定位液压缸驱动定位压块将桩基夹紧，实现打桩设备的固定安装，随后抬升液压缸可以将环形打桩锤抬升起来，然后放开环形打桩锤，环形打桩锤在重力作用下下落，并在接触定位环时通过弧形刹车块快速进行刹车，使得环形打桩锤将下落的势能作用在桩基上，实现打桩动作，从而打桩锤对定位环的作用力较低，可以避免定位环下滑，保证打桩效率。

Description

一种海洋平台的自动打桩设备

技术领域

本发明涉及打桩设备相关技术领域，具体为一种海洋平台的自动打桩设备。

背景技术

自动打桩设备是用于在建筑、基础设施和其他工程项目中驱动桩或柱子的机械设备，它们通常用于将桩或柱子插入地面或其他基础中，以提供支撑和稳定性，目前，自动打桩设备已经取得了一定的发展和应用，一些常见的自动打桩设备包括液压打桩机、振动打桩机和冲击打桩机等，这些设备通常由液压系统、动力系统和控制系统组成，能够以高效、准确的方式完成打桩任务。

然而，现有的自动打桩设备还存在一些缺陷，在海洋平台施工中进行打桩时，由于海水深度较深，因此桩的长度相较其他的桩更长，然后现有的自动打桩设备大多是从桩基的顶端进行打桩，这就限制了桩的长度，如果需要对较长的桩基进行施工，就需要高度更高的自动打桩设备，导致设备成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋平台的自动打桩设备，以解决上述背景技术提出的目前传统的打桩设备在桩长方面存在限制，无法适应较长的桩基需求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋平台的自动打桩设备，包括定位环，所述定位环套设在桩基的外侧，所述定位环上设置有定位液压缸，所述定位液压缸的输出端固定连接有定位压块，所述定位环上方设置有环形打桩锤，所述环形打桩锤四周固定安装有抬升液压缸，所述抬升液压缸设置有四组，所述抬升液压缸内的活塞杆下端与定位环固定连接，所述抬升液压缸下方弹性连接有缓冲环，所述缓冲环和环形打桩锤之间设置有缓冲弹簧，所述环形打桩锤内活动连接有弧形刹车块，所述弧形刹车块下方设置有刹车传动机构，所述环形打桩锤上方设置有配重块定位筒，所述配重块定位筒外套设有环状配重块。

进一步地，所述定位液压缸设置有四组，且四组定位液压缸呈十字形固定安装在定位环四周，所述定位压块同样设置有四组，所述定位压块与定位液压缸的活塞杆连接处设置有加强筋板。

进一步地，所述定位压块靠近桩基的一面加工为弧形，且所述定位压块内侧开设有矩形槽，槽内镶嵌有防滑橡胶垫。

进一步地，所述缓冲环上方固定连接有引导柱，所述引导柱设置有四根，且均匀分布在缓冲环四周，所述引导柱贯穿环形打桩锤，所述引导柱外套设有缓冲弹簧。

进一步地，所述刹车传动机构包括转动轴，所述弧形刹车块通过转动轴与环形打桩锤活动连接，所述转动轴两侧各加工有一组驱动齿轮，所述缓冲环上方固定连接有伸缩套筒，所述伸缩套筒内设置有压力弹簧，所述压力弹簧上方设置有伸缩杆，所述伸缩杆一侧加工有驱动齿条，所述驱动齿条与驱动齿轮相互啮合。

进一步地，所述伸缩套筒、压力弹簧、伸缩杆和驱动齿条均设置有两组，且两组驱动齿条分别与两组驱动齿轮相互啮合。

进一步地，所述弧形刹车块和刹车传动机构和均设置有四组，且所述弧形刹车块和刹车传动机构两两相对设置，呈正方形对角分布在桩基四周。

进一步地，所述弧形刹车块的弧形面侧视形状为一段残缺的椭圆线，所述转动轴位于椭圆的圆心处，所述弧形面越往下到转动轴的半径距离越长。

进一步地，所述弧形刹车块采用复合铸造工艺生产，所述弧形刹车块的弧形面部分采用高铬铸铁或者高锰钢铸造，所述转动轴部分采用低合金高强度钢或者奥氏体不锈钢进行铸造。

进一步地，所述环状配重块上开设有供引导柱通过的引导通孔，所述环状配重块的上表面设置有对位销，所述环状配重块的下表面与对位销对应的位置开设有对位槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明一种海洋平台的自动打桩设备，通过定位环和环形打桩锤的设置，使得打桩设备可以整体套设在桩基的外侧，无需从桩基的顶端进行施工，因此打桩设备的高度就不会再限制桩基的长度，可以轻易对任何长度的桩基进行施工，便于深海地区的平台施工。

2.本发明一种海洋平台的自动打桩设备，通过定位环和环形打桩锤和弧形刹车块的设置，定位环可以通过定位液压缸驱动定位压块将桩基夹紧，实现打桩设备的固定安装，随后抬升液压缸可以将环形打桩锤抬升起来，然后放开环形打桩锤，环形打桩锤在重力作用下下落，并在接触定位环时通过弧形刹车块快速进行刹车，使得环形打桩锤将下落的势能作用在桩基上，实现打桩动作，从而打桩锤对定位环的作用力较低，可以避免定位环下滑，保证打桩效率。

附图说明

图1为本发明外观结构示意图一；

图2为本发明外观结构示意图二；

图3为本发明定位环俯视结构示意图；

图4为本发明定位环剖视结构示意图；

图5为本发明环形打桩锤剖视结构示意图；

图6为本发明图5中B处放大结构示意图；

图7为本发明图1中A处放大结构示意图；

图8为本发明环状配重块示意图。

图中标号：1、定位环；2、定位液压缸；3、定位压块；301、防滑橡胶垫；4、环形打桩锤；5、抬升液压缸；501、活塞杆；6、缓冲环；601、引导柱；602、缓冲弹簧；7、弧形刹车块；8、刹车传动机构；801、转动轴；802、驱动齿轮；803、伸缩套筒；804、压力弹簧；805、伸缩杆；806、驱动齿条；9、配重块定位筒；10、环状配重块；1001、引导通孔；1002、对位销；1003、对位槽。

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。

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

结合图1－图4，一种海洋平台的自动打桩设备，包括定位环1，定位环1套设在桩基的外侧，定位环1上设置有定位液压缸2，定位液压缸2的输出端固定连接有定位压块3。定位液压缸2设置有四组，且四组定位液压缸2呈十字形固定安装在定位环1四周，定位压块3同样设置有四组，从而四组定位压块3可以从四个方向将桩基夹紧，避免定位环1出现滑落，定位压块3与定位液压缸2的活塞杆连接处设置有加强筋板，可以加强定位压块3的结构强度，避免定位液压缸2全功率输出将桩基夹紧时较大的应力使得活塞杆和定位压块3连接处的薄弱点出现变形。定位压块3靠近桩基的一面加工为弧形，与圆柱形桩基相互贴合，增加定位压块3与桩基的接触面积，避免定位压块3局部受力较大导致受损，且定位压块3内侧开设有矩形槽，槽内镶嵌有防滑橡胶垫301，防滑橡胶垫301具有弹性，可以保护定位压块3，同时防滑橡胶垫301摩擦力较大，可以增加摩擦力，避免定位环1下滑。

请参阅图1和图2，定位环1上方设置有环形打桩锤4，环形打桩锤4四周固定安装有抬升液压缸5，抬升液压缸5设置有四组，抬升液压缸5内的活塞杆501下端与定位环1固定连接，从而抬升液压缸5工作时可以将环形打桩锤4向上抬升，抬升液压缸5下方弹性连接有缓冲环6，缓冲环6上方固定连接有引导柱601，引导柱601设置有四根，且均匀分布在缓冲环6四周，引导柱601贯穿环形打桩锤4，引导柱601外套设有缓冲弹簧602。从而在环形打桩锤4下落时，缓冲环6与定位环1发生撞击，此时缓冲弹簧602可以被压缩吸收冲击力，避免冲击力过大导致缓冲环6损坏。

请参阅图1和图2，环形打桩锤4内活动连接有弧形刹车块7，弧形刹车块7下方设置有刹车传动机构8。刹车传动机构8包括转动轴801，弧形刹车块7通过转动轴801与环形打桩锤4活动连接，转动轴801两侧各加工有一组驱动齿轮802，缓冲环6上方固定连接有伸缩套筒803，伸缩套筒803内设置有压力弹簧804，压力弹簧804上方设置有伸缩杆805，伸缩杆805一侧加工有驱动齿条806，驱动齿条806与驱动齿轮802相互啮合，从而在环形打桩锤4下落时，缓冲环6与定位环1发生撞击，此时缓冲弹簧602被压缩，从而导致缓冲环6推动伸缩杆805与弧形刹车块7发生向上的相对移动，从而伸缩杆805通过驱动齿条806和驱动齿轮802的啮合带动弧形刹车块7围绕转动轴801发生向上的转动，使得弧形刹车块7的弧形面与桩基相接触，此时弧形刹车块7难以再继续转动，伸缩杆805难以上升，从而压力弹簧804可以被压缩，使得伸缩杆805缩回伸缩套筒803内，避免驱动齿条806和驱动齿轮802发生损坏。

请参阅图5和图8，环形打桩锤4上方设置有配重块定位筒9，环状配重块10套设在配重块定位筒9外，额可以自由增减环状配重块10的数量以调整冲击力，环状配重块10上开设有供引导柱601通过的引导通孔1001，可以避免引导柱601与环状配重块10发生撞击，环状配重块10的上表面设置有对位销1002，环状配重块10的下表面与对位销1002对应的位置开设有对位槽1003，对位销1002和对位槽1003的配合使得所有的引导通孔1001均相互重合，避免了对环状配重块10的角度进行调整的麻烦。

请参阅图6，弧形刹车块7的弧形面侧视形状为一段残缺的椭圆线，转动轴801位于椭圆的圆心处，弧形面越往下到转动轴801的半径距离越长，从而在弧形刹车块7的弧形面与桩基相接触时，环形打桩锤4继续下落通过摩擦力使得弧形刹车块7发生进一步转动，而弧形刹车块7继续转动时弧形面到转动轴801的半径会越来越长，使得弧形刹车块7与桩基之间的压力进一步增大，压力增大导致摩擦力增大，从而会将环形打桩锤4快速卡死，使得环形打桩锤4在缓冲弹簧602被压缩到底前停止，从而环形打桩锤4的冲击力几乎全部释放到桩基上，实现对桩基向下施力，同时避免环形打桩锤4对定位环1产生冲击。

弧形刹车块7采用复合铸造工艺生产，弧形刹车块7的弧形面部分采用高铬铸铁或者高锰钢铸造，转动轴801部分采用低合金高强度钢或者奥氏体不锈钢进行铸造，复合铸造使得弧形刹车块7与桩基接触部分的弧形面耐磨性能得到提升，避免磨损，同时弧形刹车块7受冲击最大的转动轴801抗冲击性能得到保证，从而提升了设备寿命。

工作原理：在使用该一种海洋平台的自动打桩设备时，首先将定位环1套设在桩基上，然后定位液压缸2启动，令定位压块3将桩基抱紧，实现打桩设备的定位，然后抬升液压缸5启动，将环形打桩锤4向上抬升到一定高度，然后抬升液压缸5快速释放压力，使得环形打桩锤4自由下落，当环形打桩锤4下落到一定高度时，缓冲环6与定位环1接触，从而缓冲弹簧602被压缩，进而缓冲环6推动伸缩杆805与弧形刹车块7发生向上的相对移动，伸缩杆805通过驱动齿条806和驱动齿轮802的啮合带动弧形刹车块7围绕转动轴801发生向上的转动，使得弧形刹车块7的弧形面与桩基相接触，此时弧形刹车块7难以再继续转动，伸缩杆805难以上升，从而压力弹簧804可以被压缩，使得伸缩杆805缩回伸缩套筒803内，避免驱动齿条806和驱动齿轮802发生损坏，在环形打桩锤4继续下落时，弧形刹车块7和桩基之间的摩擦力使得弧形刹车块7发生进一步转动，而弧形刹车块7继续转动时弧形面到转动轴801的半径会越来越长，使得弧形刹车块7与桩基之间的压力进一步增大，压力增大导致摩擦力增大，从而会将环形打桩锤4快速卡死，使得环形打桩锤4在缓冲弹簧602被压缩到底前停止，从而环形打桩锤4的冲击力几乎全部释放到桩基上，实现对桩基向下施力，同时避免环形打桩锤4对定位环1产生冲击。在抬升液压缸5再次将环形打桩锤4向上抬升时，弧形刹车块7向下转动，使得弧形面到转动轴801的半径越来越短，从而弧形刹车块7和桩基之间的摩擦力会快速降低到零，使得缓冲弹簧602和压力弹簧804的反弹可以推动缓冲环6远离环形打桩锤4，通过齿轮传动带动弧形刹车块7向下转动回复原位。这样就完成了一种海洋平台的自动打桩设备。

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。

Claims (10)

1.一种海洋平台的自动打桩设备，包括定位环(1)，其特征在于：所述定位环(1)套设在桩基的外侧，所述定位环(1)上设置有定位液压缸(2)，所述定位液压缸(2)的输出端固定连接有定位压块(3)，所述定位环(1)上方设置有环形打桩锤(4)，所述环形打桩锤(4)四周固定安装有抬升液压缸(5)，所述抬升液压缸(5)设置有四组，所述抬升液压缸(5)内的活塞杆(501)下端与定位环(1)固定连接，所述抬升液压缸(5)下方弹性连接有缓冲环(6)，所述缓冲环(6)和环形打桩锤(4)之间设置有缓冲弹簧(602)，所述环形打桩锤(4)内活动连接有弧形刹车块(7)，所述弧形刹车块(7)下方设置有刹车传动机构(8)，所述环形打桩锤(4)上方设置有配重块定位筒(9)，所述配重块定位筒(9)外套设有环状配重块(10)。

2.根据权利要求1所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述定位液压缸(2)设置有四组，且四组定位液压缸(2)呈十字形固定安装在定位环(1)四周，所述定位压块(3)同样设置有四组，所述定位压块(3)与定位液压缸(2)的活塞杆连接处设置有加强筋板。

3.根据权利要求1所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述定位压块(3)靠近桩基的一面加工为弧形，且所述定位压块(3)内侧开设有矩形槽，槽内镶嵌有防滑橡胶垫(301)。

4.根据权利要求1所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述缓冲环(6)上方固定连接有引导柱(601)，所述引导柱(601)设置有四根，且均匀分布在缓冲环(6)四周，所述引导柱(601)贯穿环形打桩锤(4)，所述引导柱(601)外套设有缓冲弹簧(602)。

5.根据权利要求1所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述刹车传动机构(8)包括转动轴(801)，所述弧形刹车块(7)通过转动轴(801)与环形打桩锤(4)活动连接，所述转动轴(801)两侧各加工有一组驱动齿轮(802)，所述缓冲环(6)上方固定连接有伸缩套筒(803)，所述伸缩套筒(803)内设置有压力弹簧(804)，所述压力弹簧(804)上方设置有伸缩杆(805)，所述伸缩杆(805)一侧加工有驱动齿条(806)，所述驱动齿条(806)与驱动齿轮(802)相互啮合。

6.根据权利要求5所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述伸缩套筒(803)、压力弹簧(804)、伸缩杆(805)和驱动齿条(806)均设置有两组，且两组驱动齿条(806)分别与两组驱动齿轮(802)相互啮合。

7.根据权利要求1所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述弧形刹车块(7)和刹车传动机构(8)和均设置有四组，且所述弧形刹车块(7)和刹车传动机构(8)两两相对设置，呈正方形对角分布在桩基四周。

8.根据权利要求5所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述弧形刹车块(7)的弧形面侧视形状为一段残缺的椭圆线，所述转动轴(801)位于椭圆的圆心处，所述弧形面越往下到转动轴(801)的半径距离越长。

9.根据权利要求5所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述弧形刹车块(7)采用复合铸造工艺生产，所述弧形刹车块(7)的弧形面部分采用高铬铸铁或者高锰钢铸造，所述转动轴(801)部分采用低合金高强度钢或者奥氏体不锈钢进行铸造。

10.根据权利要求4所述的一种海洋平台的自动打桩设备，其特征在于：所述环状配重块(10)上开设有供引导柱(601)通过的引导通孔(1001)，所述环状配重块(10)的上表面设置有对位销(1002)，所述环状配重块(10)的下表面与对位销(1002)对应的位置开设有对位槽(1003)。