旋入式鋼管樁及旋入式鋼管樁的成型工藝的製作方法
2023-06-09 07:03:21
旋入式鋼管樁及旋入式鋼管樁的成型工藝的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種旋入式鋼管樁，包括鋼管，鋼管一端為錐形體，鋼管的另一端為連接件，鋼管上以螺旋形纏繞葉片，葉片與鋼管的接觸線焊接而連接，其特徵在於：葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側線與鋼管的軸線的夾角小於90度，該夾角朝向連接件方向。本發明還提供上述旋入式鋼管樁成型工藝，其特徵在於：包括如下步驟：下料；縮管；螺旋成型；焊接連接件；防鏽。本發明使旋入式鋼管樁易於旋入難以拔出。旋入式鋼管樁的成型自動化，提高效率，節約時間，穩定成品質量。
【專利說明】旋入式鋼管粧及旋入式鋼管粧的成型工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於一種建築構件，尤其涉及一種旋入式鋼管樁，本發明還涉及旋入式鋼 管樁的的生產成型工藝。
【背景技術】
[0002]旋入式鋼管樁(地樁)在打樁後用於帳篷、廣告牌、農業大棚、活動房、太陽能光伏 等支架底座的錨固。
[0003]其結構如圖1所示，是一個鋼管I』的一端加工為插入地面的錐形體2』，另一端為 打樁過程時使用的連接件3』，打樁後這個連接件3』用於連接支撐物，如光伏產品、路燈杆、 廣告牌、帳篷支架等。在鋼管I』上以螺旋形纏繞葉片4』，葉片4』與鋼管I』的接觸線焊接 而連接在一起。這樣形成的旋入式鋼管樁可以以旋入式打樁法打入地基，並且打入後與地
基結合穩固。
[0004]目前旋入式鋼管樁的葉片4』與鋼管I』的結合均為事先將葉片4』加工成螺旋圈， 人工將長條形鋼材事先加工成螺旋圈形式的葉片4』，套在鋼管I』上之後，用人工點焊方式 焊接。
[0005]這樣加工工序多，整個加工時間需要20分鐘左右，效率低、且浪費人力、材料。
[0006]人工套管、點焊，事先形成的螺旋圈形式的葉片4』必然發生變形，導致螺距不均 勻。
[0007]並且，越寬的葉片4』由於自重的增加，上述螺距不均勻現象越嚴重，因此，為了減 輕螺距不均勻的缺陷，現有技術的葉片4』的寬度是受到限制的，一般只能實現l-2cm寬度 的葉片4』，進一步地限制了旋入式鋼管樁的使用範圍。
[0008]如圖2所示，而且，目前的旋入式鋼管樁的葉片4』與鋼管I』的表面是垂直的，也 即在包括鋼管I』的軸線11』的剖面上，葉片4』的剖面的兩條側線，朝向錐形體2』的那個 側線41』或者朝向連接件3』的那個側線42』，是垂直於鋼管I』的軸線11』的(一般地，同 時垂直於鋼管I』的表面)。這種結構當錐形體2』朝向地面鑽入時，土壤的阻力F與側線 41』垂直，當鋼管樁安裝好被向上拔時，土壤的拔力F』與側線42』垂直。
[0009]以上種種，導致使用時，會導致旋入式鋼管樁旋入不暢；抗拔力差。
【發明內容】
[0010]本發明提供一種旋入式鋼管樁及旋入式鋼管樁成型工藝，其目的是解決現有技術 存在的缺點，提供一種易旋入、難拔出的旋入式鋼管樁，並使旋入式鋼管樁的成型自動化， 提高效率，節約時間，穩定成品質量。
[0011]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0012]旋入式鋼管樁，包括鋼管，鋼管一端為錐形體，鋼管的另一端為連接件，鋼管上以 螺旋形纏繞葉片，葉片與鋼管的接觸線焊接而連接，其特徵在於:葉片朝連接件方向傾斜， 也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側線與鋼管的軸線的夾角小於90度，該夾角朝向連接件方向。
[0013]所述葉片朝向連接件的側線與鋼管的軸線的夾角的範圍是55度到80度，該夾角朝向連接件方向。
[0014]在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向錐形體的側線與鋼管的軸線的夾角大於90度,該夾角朝向錐形體。
[0015]所述葉片朝向錐形體的側線與鋼管的軸線的夾角的範圍是100度到125度，該夾角朝向錐形體。
[0016]葉片與鋼管之間的朝向錐形體一側的接觸線具有連續的焊接體。
[0017]在鋼管上以螺旋形纏繞的葉片的螺距相等。
[0018]旋入式鋼管樁成型工藝，其特徵在於:包括如下步驟:
[0019]A:下料:將鋼管裁成旋入式鋼管樁的設計長度；
[0020]B:縮管:將鋼管的一端縮成錐形體，包括以下兩個步驟:
[0021]B1:加熱:鋼管的一端放進設備內加熱直至軟化；
[0022]B2:錐度成型:將軟化部分的鋼管放進設備內進行縮管，形成錐形體；
[0023]C:螺旋成型:包括以下五個步驟:
[0024]Cl:將步驟B縮管加工後的鋼管可繞軸線旋轉地裝入焊接設備中；
[0025]C2:將葉片送入送料機構，調節葉片的表面與鋼管軸線之間的夾角，使葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側線與鋼管的軸線的夾角小於90度，該夾角朝向連接件方向；
[0026]C3:調節二氧化碳保護焊的焊接頭，使焊接頭對準葉片與鋼管之間朝向錐形體方向的接縫；
[0027]C4:啟動焊接設備，驅動鋼管旋轉，送料機構和焊接頭沿與鋼管軸線平行的線路運動，送料機構向鋼管表面輸出葉片，葉片因鋼管旋轉而呈螺旋形纏繞在鋼管上，同時焊接頭將葉片與鋼管之間的接縫焊接；
[0028]C5:在鋼管上的葉片長度達到要求後，焊接完成，裁斷葉片；
[0029]在步驟C之後具有步驟D:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
[0030]或者步驟A和C之間具有步驟D』:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
[0031]最後有步驟E:對鋼管、鋼管上的葉片、連接件進行防鏽處理。
[0032]本發明的有益之處在於:
[0033]本發明的旋入式鋼管樁的葉片向連接件方向傾斜翹起，螺距相等，可以使鋼管樁旋入輕便，抗拔能力更強。
[0034]本發明的工藝由於使送料機構在鋼管旋轉的同時沿鋼管的軸線方向運動，使葉片可以不斷地螺旋狀纏繞在鋼管上，並且同時利用與送料機構同步運動的焊接頭予以焊接加工，提高了加工效率，節約了加工時間，設備加工比人工加工質量穩定。
[0035]由於使用機器驅動的送料機構的直線運動和鋼管的旋轉運動使葉片形成螺旋，葉片的輸出與現有技術先做螺旋圈再套入鋼管相比可以穩定控制，螺距(螺紋之間的距離)可以達到一致，使使用時鋼管樁旋入更順暢。這樣避免現有技術形成螺旋圈的葉片在安裝焊接過程中變形導致螺距不穩定，帶來的旋入困難的缺點。由於可以調節葉片的表面與鋼管軸線之間的夾角，然後穩定輸出葉片，從而可以製造出螺距相等，並且可以得到葉片向連接件方向翹起的鋼管樁，使旋入輕便，抗拔能力更強。二氧化碳保護焊的焊接頭進行焊接可 以使焊接口平整，使旋轉順滑，避免現有技術人工點焊造成的焊接處凹凸不平旋轉不暢的 缺點。並且葉片輸出後焊接可以採用更寬的葉片而不至於導致變形，例如可以實現1-1Ocm 寬度的葉片一次成型，擴大了鋼管樁的使用範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0037]圖1是現有技術旋入式鋼管樁結構圖；
[0038]圖2是現有技術旋入式鋼管樁沿鋼管軸線的剖面的部分放大圖；
[0039]圖3是本發明加工示意圖；
[0040]圖4是本發明的旋入式鋼管樁沿鋼管軸線的剖面的部分放大圖。
【具體實施方式】
[0041]如圖3所示:
[0042]本發明的旋入式鋼管樁，包括鋼管1，鋼管I 一端為錐形體2，鋼管I的另一端為連 接件3，鋼管I上以螺旋形纏繞葉片4。
[0043]與現有技術不同之處在於:如圖4所示，葉片4朝連接件3方向傾斜，也即在葉片 4的包括鋼管I的軸線11的剖面上，葉片4的剖面的兩條側線，朝向錐形體2的那個側線 41或者朝向連接件3的那個側線42與鋼管I的軸線11不垂直(也即與鋼管I的表面不垂 直)，在本實施例中葉片4選用扁鋼，則側線41和側線42平行，朝向連接件3的側線42與 鋼管I的軸線11的夾角a為75度，該夾角a朝向連接件3方向(這個夾角a的範圍可 以是55度到80度)。由於側線41和側線42平行，在葉片4的包括鋼管I的軸線11的剖 面上，朝向錐形體2的側線41與鋼管I的軸線11的夾角P是105度，該夾角P朝向錐形 體2(這個夾角P的範圍可以是100度到125度)。
[0044]葉片4與鋼管I之間的朝向錐形體2 —側的接觸線具有連續的焊接體43。
[0045]在鋼管I上以螺旋形纏繞的葉片4的螺距相等。
[0046]在鋼管I的相對於錐形體2的另一端具有通孔5。
[0047]本發明的葉片4的寬度為l-10cm。
[0048]本發明的旋入式鋼管樁的優點在於，當錐形體2朝向地面鑽入時，土壤的阻力F作 用在葉片4上，由於夾角P大於90度，所以，這個力F會被分解，垂直作用在葉片4上的力 比現有技術情況下的力小，便於旋入，當鋼管樁安裝好被向上拔時，土壤的拔力F』作用在葉 片4上，由於夾角a小於90度，所以，垂直作用在葉片4上的力比現有技術情況下的力大， 難於拔出。
[0049]焊接體43是連續的，葉片4的螺距相等，都使旋入更加順暢穩定，阻力更小。
[0050]以上種種，導致使用時，會導致旋入式鋼管樁比現有的鋼管樁旋入容易；抗拔力強。
[0051]製造上述旋入式鋼管樁的成型工藝包括如下步驟:
[0052]A:下料:將鋼管I裁成旋入式鋼管樁的設計長度；
[0053]Al:衝孔:在步驟A裁得的鋼管I的一端衝壓出一個徑向的圓形通孔5，這個圓形通孔5橫穿鋼管1，用於螺旋成型時焊接設備上的旋轉杆6可以插入鋼管I使之旋轉；
[0054]B:縮管:將鋼管I沒有衝孔的一端縮成錐形體2，包括以下兩個步驟:
[0055]B1:加熱:鋼管I沒有衝孔的一端放進設備內加熱直至軟化；
[0056]B2:錐度成型:將軟化部分的鋼管I放進縮管機設備內進行縮管加工，形成錐形體2 ；
[0057]C:螺旋成型:包括以下五個步驟:
[0058]Cl:將步驟C縮管加工後的鋼管I裝入焊接設備中，將旋轉杆6插入鋼管I 一端的圓形通孔5 ;鋼管I兩端用夾具可旋轉地架設在焊接設備上，旋轉杆6可由焊接設備驅動而繞鋼管I的軸線勻速旋轉；也即可以將鋼管I的兩端以頂尖頂住的方式夾在焊接設備上，焊接設備驅動旋轉杆6轉動而驅動鋼管I轉動；其他實施例也可以用其他方式驅動鋼管I勻速轉動即可；
[0059]C2:將葉片4送入送料輪7，調節葉片4的表面與鋼管I的軸線之間的夾角；送料輪7是一種送料機構，可以是兩個相對的輪，夾住葉片4輸送，也可以是一個輸送槽及其對應設置的輪，夾在葉片4輸送，總之可以將葉片4輸送出來，葉片4可以選用條形扁鋼，在進入送料輪7之前繞在大輪上；葉片4的寬度可以是I一 IOcm ；
[0060]C3:調節二氧化碳保護焊的焊接頭8，使焊接頭8對準葉片4與鋼管I之間的接縫，這個接縫朝向錐形體2的方向；送料輪7以移動螺母71設在焊接設備上設置的螺杆10上，焊接頭8以移動螺母81設在一個焊接設備上設置的螺杆9上，螺杆10、螺杆9與鋼管I的軸線平行，螺杆10、螺杆9轉動時，送料輪7可隨著移動螺母71沿螺杆10平移，焊接頭8可隨著移動螺母81而沿螺杆9方向平移運動；
[0061]C4:啟動焊接設備,驅動旋轉杆6旋轉,旋轉杆6帶動鋼管I緩慢勻速旋轉,送料輪7沿螺杆10的方向勻速運動，焊接頭8沿螺杆9的方向勻速運動，也即沿與鋼管I的軸線平行的線路運動，送料輪7從錐形體2的某個合適位置開始向鋼管I的表面勻速輸出葉片4，葉片4因鋼管I旋轉而呈螺旋形纏繞在鋼管I上，同時焊接頭8將葉片4與鋼管I之間的接縫焊接，形成焊接體43 ;這裡的焊接頭8可以是活動地安裝在移動螺母81上，以適應焊縫從錐形體2過渡到鋼管I的圓柱部分的過程而不至於產生運動幹涉；
[0062]C5:在鋼管I上的葉片4長度達到要求後，焊接完成，裁斷葉片4 ；
[0063]D:在鋼管I的非錐形體的端部焊接連接件3 ;連接件3是螺帽或法蘭盤或其他連接件，連接件3主要用於設備打樁用，以及連接支撐物，如光伏產品、路燈杆、廣告牌、帳篷支架等；
[0064]E:對鋼管I (及表面的葉片4，連接件3等)進行熱鍍鋅或油漆以進行防鏽處理。
[0065]上述工藝中，在鋼管I的非錐形體的端部焊接連接件3這個工序是在步驟C在鋼管I的表面纏繞好葉片4後才進行的。這種情況下才需要步驟Al:衝孔，得到有通孔5的鋼管1，然後在步驟C時將旋轉杆6插入鋼管I 一端的圓形通孔5 —邊驅動鋼管I旋轉。
[0066]在其他實施例中，也可以在在步驟A和C之間進行步驟D』:在鋼管I的非錐形體的端部焊接連接件3。這種情況下，進行步驟C時鋼管I上已經有連接件3 了，這樣就不需要步驟Al的衝孔這道工序，步驟C時鋼管I安裝到焊接設備時，只需要錐形體I頂尖方式架設在焊接設備上，焊接設備轉動軸上套上模塊夾具，模塊夾具夾住連接件3旋轉，就可以實現鋼管I的選擇，這種情況下生產出來的鋼管樁沒有通孔5。[0067]採用這種工藝，才便於生產出本發明的旋入式鋼管樁，否則就無法保證本發明的 旋入式鋼管樁的結構的可製造性和穩定性，因為不以機械配合穩定輸出葉片，葉片的螺距 就無法保持相同，要保證葉片向連接體方向以穩定的角度傾斜也很困難，不以穩定的機械 焊接方式在葉片輸出時同步焊接，難以保證焊接體的連續性。並且葉片輸出後焊接可以採 用更寬的葉片而不至於導致變形，可以實現1-1Ocm寬度的葉片一次成型。
[0068]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.旋入式鋼管樁，包括鋼管，鋼管一端為錐形體，鋼管的另一端為連接件，鋼管上以螺旋形纏繞葉片，葉片與鋼管的接觸線焊接而連接，其特徵在於:葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側線與鋼管的軸線的夾角小於90度，該夾角朝向連接件方向。
2.如權利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特徵在於:所述朝向連接件的側線與鋼管的軸線的夾角的範圍是55度到80度，該夾角朝向連接件方向。
3.如權利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特徵在於:在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向錐形體的側線與鋼管的軸線的夾角大於90度，該夾角朝向錐形體。
4.如權利要求3所述的旋入式鋼管樁，其特徵在於:所述朝向錐形體的側線與鋼管的軸線的夾角的範圍是100度到125度，該夾角朝向錐形體。
5.如權利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特徵在於:葉片與鋼管之間的朝向錐形體一側的接觸線具有連續的焊接體。
6.如權利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特徵在於:在鋼管上以螺旋形纏繞的葉片的螺距相等。
7.製造如權利要求1所述的旋入式鋼管樁的旋入式鋼管樁成型工藝，其特徵在於:包括如下步驟: A:下料:將鋼管裁成旋入式鋼管樁的設計長度； B:縮管:將鋼管的一端縮成錐形體，包括以下兩個步驟: B1:加熱:鋼管的一端放進設備內加熱直至軟化； B2:錐度成型:將軟化部分的鋼管放進設備內進行縮管，形成錐形體； C:螺旋成型:包括以下五個步驟: Cl:將步驟B縮管加工後的鋼管可繞軸線旋轉地裝入焊接設備中； C2:將葉片送入送料機構，調節葉片的表面與鋼管軸線之間的夾角，使葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側線與鋼管的軸線的夾角小於90度，該夾角朝向連接件方向； C3:調節二氧化碳保護焊的焊接頭，使焊接頭對準葉片與鋼管之間的朝向錐形體方向的接縫； C4:啟動焊接設備，驅動鋼管旋轉，送料機構和焊接頭沿與鋼管軸線平行的線路運動，送料機構向鋼管表面輸出葉片，葉片因鋼管旋轉而呈螺旋形纏繞在鋼管上，同時焊接頭將葉片與鋼管之間的接縫焊接； C5:在鋼管上的葉片長度達到要求後，焊接完成，裁斷葉片。
8.如權利要求7所述的旋入式鋼管樁成型工藝，其特徵在於:在步驟C之後具有步驟D:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
9.如權利要求7所述的旋入式鋼管樁成型工藝，其特徵在於:在步驟A和C之間具有步驟D』:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
10.如權利要求8或9所述的旋入式鋼管樁成型工藝，其特徵在於:最後有步驟E:對鋼管、鋼管上的葉片、連接件進行防鏽處理。
【文檔編號】E02D5/56GK103572751SQ201310567621
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】洪求耀 申請人:洪求耀