電機驅動型調頻調矩式振動樁錘的製作方法

2023-05-09 07:40:46 2

專利名稱：電機驅動型調頻調矩式振動樁錘的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建築施工機械，特別是一種電機驅動型調頻調矩式振動樁錘。
背景技術：
目前，振動樁錘在傳統的電機驅動式基礎上雖然通過結合設置偏心力矩可調裝置 方法已開發成功了力矩可調式電動振動樁錘，有效改善了電機驅動式振動樁錘在啟動和停 機過程中容易發生的共振現象，在確保機械構件的正常工作壽命方面帶來了實質性進步， 但是這種由電機驅動的偏心力矩可調式振動樁錘尚未克服現有電動式振動樁錘長期以來 存在的頻率較低但不可調、振幅較大但不易控制、不能滿足不同地質高效施工要求的弊端， 所以，總體上仍存在施工時噪聲較大，施工效率不高和工作適用性差的不足之處，從經濟性 和實用性角度考慮，尚欠理想，很有必要從結構上加以進一步改進。

發明內容本實用新型的目的是要克服現有力矩可調式振動樁錘所存的頻率較低但不可調、 振幅較大但不易控制，不能滿足不同地質高效施工要求的不足之處，提供一種頻率較高且 可調、振幅可變且可控的電機驅動型調頻調矩式振動樁錘。
本實用新型的電機驅動型調頻調矩式振動樁錘是通過以下技術方案實現的在
現有力矩可調式電動振動樁錘的基礎上，在動力驅動系統中採用具有受控按需改變工作輸
出頻率功能的調頻耐振電機取代現有的普通電機，使振動樁錘在工作時能按需改變工作頻
率，以滿足不同環境條件下的高效施工要求，實現頻率較高且可調的目的；採取在現有力矩
可調式電動振動樁錘的力矩調整機構中的液壓油缸進油管道上增加設置一具有由進油流
量決定馬達旋轉圈數功能齒輪式油馬達，通過在齒輪式油馬達的主軸上固定設置一磁片，
在設置齒輪式油馬達主軸一側的馬達外殼上固定安裝設置一上帶計數傳感器的盒體，利用
調整偏心力矩時控制送入液壓油缸的供油先經齒輪式油馬達然後驅動力矩調整機構執行
調整力矩的動作，以使齒輪式油馬達與力矩調整機構同步工作，由計數傳感器檢測出在此
同等供油量的情況下齒輪式油馬達的旋轉圈數，並通過齒輪式油馬達的旋轉圈數體現調整
力矩的對應轉動角度，並依此作為換算依據，建立供油量、馬達轉動圈數與力矩調整角度三
者之間的關係，並設置一種能確切地反映這種關係的數字儀表，供操作者通過觀察儀表讀
數了解偏心力矩的即時變化情況、控制向液壓油缸的供油量來調整控制偏心力矩，改變振
動樁錘的振幅，實現振幅可調且可控的目的。 基於上述構思方法的本實用新型電機驅動型調頻調矩式振動樁錘主體包含有動 力驅動機構、偏心軸組件，偏心力矩調整機構，特徵在於動力驅動機構中的驅動電機由調頻 耐振電機取代，在偏心力矩調整機構中的液壓油缸進油管道上增加設置有偏心力矩顯示和 控制裝置，其中 所述的偏心軸組件中包含設置有由第一偏心軸A、第二偏心軸B、第三偏心軸C和第四偏心軸D構成的一組四個偏心軸，所述的第一偏心軸A和第二偏心軸B為動力輸入軸， 前端部上分別固定設置有同步齒輪A和B，中間位置上分別設置有固定偏心塊A和B，後端 部上分別活動套裝設置有中間齒輪A和B，後軸端上分別固定設置有受驅動力皮帶輪A和 B ;所述的第三偏心軸C和第四偏心軸D為動力輸出軸，在所述的第三偏心軸C和第四偏心 軸D的後端部上也分別固定設置有同步齒輪C和D，中間位置上也固定設置有偏心塊C和 D ; 所述的偏心力矩調整機構中包含有由較大端和較小端構成的調整軸，在所述的調 整軸較大端上固定設置有前段矩形螺旋外花鍵，所述的較小端上設置有後段矩形螺旋外花 鍵，在所述的前段矩形螺旋外花鍵外圍上匹配安裝設置有上帶內裝有包含有內設有大腔和 小腔的液壓油缸，受控於液壓油缸內的大腔和小腔、端部與調整軸的較大端裝配相連活塞 杆的液壓構件設置套筒的前螺旋花鍵套，在所述的後段矩形螺旋外花鍵外圍上匹配安裝設 置有後螺旋花鍵套，以及通過圓錐滾子軸承安裝設置在前螺旋花鍵套上的前調整齒輪(即 輸入齒輪)和設置在後螺旋花鍵套上的後調整齒輪(即輸出齒輪)； 所述的偏心力矩顯示裝置包含有數據採集裝置和信號處理裝置，所述的數據採集 裝置中包含設置有上帶液壓油進出口的齒輪式油馬達、上帶計數檢測傳感器的數據採集盒 和磁片，所述的磁片嵌裝設置在齒輪式油馬達的主軸外露端上，所述的數據採集盒固定安 裝設置在所述齒輪式油馬達主軸外露端一側的馬達外殼上，所述的計數檢測傳感器的檢測 頭與主軸外露端上磁片的設置位置相對準；所述的信號處理裝置具有信號接收、轉換、數據 顯示和控制的功能，包含設置有電源控制鍵、電源指示燈、油流量控制鍵、液晶顯示屏和按 需設置的包括工控和電氣轉換及保護電路的內部電氣構件。 在裝配狀態下，所述的偏心力矩調整機構固定設置在第一偏心軸A的下方，所述 的第一偏心軸A上的固定同步齒輪A與偏心力矩調整機構上的輸入齒輪相嚙合，中間齒輪 A與偏心力矩調整機構上的輸出齒輪相嚙合；所述的前段矩形螺旋外花鍵的內徑大於所述 的後段矩形螺旋外花鍵的外徑，以便於安裝；所述的前段矩形螺旋外花鍵的旋向與所述的 後段矩形螺旋外花鍵的旋向相反，以便當調整軸被活塞杆拉起或推動時帶動所述的前後螺 旋花鍵套作相反的圓周向旋轉，從而實現工作狀態下偏心力矩的無級連續可調；所述的齒 輪式油馬達上的液壓油進出口通過管道設置在液壓油缸的小腔的供油管道上，以確保齒輪 式油馬達與所述的偏心力矩調整機構同步工作，在信號處理裝置上同步顯示相應偏心力矩 值和相應振幅。 工作時，振動樁錘的工作頻率由所述的為振動樁錘提供動力的調頻耐振電機控 制，工作振幅由所述的力矩調整機構確保、並通過觀察液晶顯示屏了解即時狀況和按需調 整控制。 基於上述構思的本實用新型電機驅動型調頻調矩式振動樁錘，由於採用具有受控 按需改變工作輸出頻率功能的調頻耐振電機取代現有的普通電機，使振動樁錘在工作時能 即時按需改變工作頻率，以滿足不同環境條件下的高效施工要求，實現頻率較高且可調的 目的；採取在現有力矩可調式電動振動樁錘的力矩調整機構中的液壓油缸進油管道上增加 設置包含有數據採集裝置和信號處理裝置的具有即時工作狀況顯示和調節控制功能的偏 心力矩顯示裝置，通過控制向液壓油缸的供油量來調整控制偏心力矩，改變振動樁錘的振 幅，實現振幅可調且可控的目的。綜上所述，本實用新型電機驅動型調頻調矩式振動樁錘不
5僅工作頻率可調，而且工作力矩和振幅可以在有據可依的情況下按需可調，與現有的任何 一款振動樁錘相比，明顯具有結構科學且合理，工作效率高且工作可靠和適用性強等諸多 優點，因而具有很強的實用性和廣闊的市場應用前景，是現有振動樁錘的理想更新換代產

圖1是本實用新型實施例的基本結構示意圖； 圖2是本實用新型實施例中偏心力矩調整機構的基本結構示意圖； 圖3是本實用新型實施例中偏心力矩顯示控制裝置的基本結構示意圖。 圖中 1.動力驅動機構2.偏心軸組件3.偏心力矩調整機構 4.偏心力矩顯示和控制裝置5.第一偏心軸A 6.第二偏心軸B 7.第三偏心軸C 8.第四偏心軸D 9.同步齒輪A 10.同步齒輪B 11.固定偏心塊A 12.固定偏心塊B 13.中間齒輪A 14.中間齒輪B 15.受驅動力皮帶輪A 16.受驅動力皮帶輪B 17.同步齒輪C 18.同步齒輪D 19.偏心塊C 20.偏心塊D 21.較大端 22.較小端23.調整軸24.前段矩形螺旋外花鍵25.後段矩形螺旋外花鍵 26.大腔27.小腔28.液壓油缸29.活塞杆30.套筒 31.前螺旋花鍵套32.後螺旋花鍵套33.圓錐滾子軸承34.前調整齒輪 35.後調整齒輪36.數據採集裝置37.信號處理裝置38.液壓油進出口 39.齒輪式油馬達40.計數檢測傳感器41.數據採集盒42.磁片 43.主軸外露端44.馬達外殼45.檢測頭46.電源控制鍵 47.電源指示燈48.油流量控制鍵49.液晶顯示屏
具體實施方式
以下結合附圖及典型實施例對本實用新型作進一步說明。 在圖1、圖2和圖3中，本實用新型電機驅動型調頻調矩式振動樁錘主體包含有動 力驅動機構1、偏心軸組件2，偏心力矩調整機構3，特徵在於動力驅動機構1中的驅動電機 由調頻耐振電機取代，在偏心力矩調整機構3中的液壓油缸進油管道上增加設置有偏心力 矩顯示和控制裝置4，其中所述的偏心軸組件2中包含設置有由第一偏心軸A5、第二偏心 軸B6、第三偏心軸C7和第四偏心軸D8構成的一組四個偏心軸，所述的第一偏心軸A5和第 二偏心軸B6為動力輸入軸，前端部上分別固定設置有同步齒輪A9和B10，中間位置上分別 設置有固定偏心塊All和B12，後端部上分別活動套裝設置有中間齒輪A13和B14，後軸端 上分別固定設置有受驅動力皮帶輪A15和B16 ;所述的第三偏心軸C7和第四偏心軸D8為動 力輸出軸，在所述的第三偏心軸C7和第四偏心軸D8的後端部上也分別固定設置有同步齒 輪C17和D18，中間位置上也固定設置有偏心塊C19和D20 ;所述的偏心力矩調整機構3中 包含有由較大端21和較小端22構成的調整軸23，在所述的調整軸較大端21上固定設置有 前段矩形螺旋外花鍵24，所述的較小端22上設置有後段矩形螺旋外花鍵25，在所述的前段 矩形螺旋外花鍵24外圍上匹配安裝設置有上帶內裝有包含有內設有大腔26和小腔27的液壓油缸28，受控於液壓油缸28內的大腔26和小腔27、端部與調整軸23的較大端21裝 配相連活塞杆29的液壓構件設置套筒30的前螺旋花鍵套31，在所述的後段矩形螺旋外花 鍵25外圍上匹配安裝設置有後螺旋花鍵套32，以及通過圓錐滾子軸承33安裝設置在前螺 旋花鍵套31上的前調整齒輪(即輸入齒輪)34和設置在後螺旋花鍵套32上的後調整齒輪 (即輸出齒輪)35。 在圖3中，所述的偏心力矩顯示和控制裝置4包含有數據採集裝置36和信號處理 裝置37，所述的數據採集裝置36中包含設置有上帶液壓油進出口 38的齒輪式油馬達39、 上帶計數檢測傳感器40的數據採集盒41和磁片42，所述的磁片42嵌裝設置在齒輪式油馬 達39的主軸外露端43上，所述的數據採集盒41固定安裝設置在所述齒輪式油馬達39主 軸外露端43 —側的馬達外殼44上，所述的計數檢測傳感器40的檢測頭45與主軸外露端 43上磁片42的設置位置相對準；所述的信號處理裝置37具有信號接收、轉換、數據顯示和 控制的功能，包含設置有電源控制鍵46、電源指示燈47、油流量控制鍵48、液晶顯示屏49和 按需設置的包括工控和電氣轉換及保護電路的內部電氣構件。 在裝配狀態下，所述的偏心力矩調整機構3固定設置在第一偏心軸A5的下方，所 述的第一偏心軸A5上的固定同步齒輪A9與偏心力矩調整機構3上的輸入齒輪34相嚙合， 中間齒輪A13與偏心力矩調整機構3上的輸出齒輪35相嚙合；所述的前段矩形螺旋外花鍵 24的內徑大於所述的後段矩形螺旋外花鍵25的外徑；所述的前段矩形螺旋外花鍵24的旋 向與所述的後段矩形螺旋外花鍵25的旋向相反；所述的齒輪式油馬達39上的液壓油進出 口 38通過管道設置在液壓油缸28的小腔27的供油管道上，以確保齒輪式油馬達39與所 述的偏心力矩調整機構3同步工作，在信號處理裝置37上同步顯示相應偏心力矩值和相應 振幅。
權利要求一種電機驅動型調頻調矩式振動樁錘，包含有動力驅動機構(1)、偏心軸組件(2)，偏心力矩調整機構(3)，其特徵在於動力驅動機構(1)中的驅動電機由調頻耐振電機取代，在偏心力矩調整機構(3)中的液壓油缸進油管道上增加設置有偏心力矩顯示和控制裝置(4)，其中a.所述的偏心軸組件(2)中包含設置有由第一偏心軸A(5)、第二偏心軸B(6)、第三偏心軸C(7)和第四偏心軸D(8)構成的一組四個偏心軸，所述的第一偏心軸A(5)和第二偏心軸B(6)為動力輸入軸，前端部上分別固定設置有同步齒輪A(9)和B(10)，中間位置上分別設置有固定偏心塊A(11)和B(12)，後端部上分別活動套裝設置有中間齒輪A(13)和B(14)，後軸端上分別固定設置有受驅動力皮帶輪A(15)和B(16)；所述的第三偏心軸C(7)和第四偏心軸D(8)為動力輸出軸，在所述的第三偏心軸C(7)和第四偏心軸D(8)的後端部上也分別固定設置有同步齒輪C(17)和D(18)，中間位置上也固定設置有偏心塊C(19)和D(20)；b.所述的偏心力矩調整機構(3)中包含有由較大端(21)和較小端(22)構成的調整軸(23)，在所述的調整軸較大端(21)上固定設置有前段矩形螺旋外花鍵(24)，所述的較小端(22)上設置有後段矩形螺旋外花鍵(25)，在所述的前段矩形螺旋外花鍵(24)外圍上匹配安裝設置有上帶內裝有包含有內設有大腔(26)和小腔(27)的液壓油缸(28)，受控於液壓油缸(28)內的大腔(26)和小腔(27)、端部與調整軸(23)的較大端(21)裝配相連活塞杆(29)的液壓構件設置套筒(30)的前螺旋花鍵套(31)，在所述的後段矩形螺旋外花鍵(25)外圍上匹配安裝設置有後螺旋花鍵套(32)，以及通過圓錐滾子軸承(33)安裝設置在前螺旋花鍵套(31)上的前調整齒輪，即輸入齒輪(34)和設置在後螺旋花鍵套(32)上的後調整齒輪，即輸出 齒輪(35)；c.所述的偏心力矩顯示和控制裝置(4)包含有數據採集裝置(36)和信號處理裝置(37)，所述的數據採集裝置(36)中包含設置有上帶液壓油進出口(38)的齒輪式油馬達(39)、上帶計數檢測傳感器(40)的數據採集盒(41)和磁片(42)，所述的磁片(42)嵌裝設置在齒輪式油馬達(39)的主軸外露端(43)上，所述的數據採集盒(41)固定安裝設置在所述齒輪式油馬達(39)主軸外露端(43)一側的馬達外殼(44)上，所述的計數檢測傳感器(40)的檢測頭(45)與主軸外露端(43)上磁片(42)的設置位置相對準；d.所述的信號處理裝置(37)具有信號接收、轉換、數據顯示和控制的功能，包含設置有電源控制鍵(46)、電源指示燈(47)、油流量控制鍵(48)、液晶顯示屏(49)和按需設置的包括工控和電氣轉換及保護電路的內部電氣構件。
2. 根據權利要求1所述的電機驅動型調頻調矩式振動樁錘，其特徵在於所述的偏心力 矩調整機構(3)固定設置在第一偏心軸A(5)的下方，所述的第一偏心軸A(5)上的固定同 步齒輪A(9)與偏心力矩調整機構(3)上的輸入齒輪(34)相嚙合，中間齒輪A(13)與偏心 力矩調整機構(3)上的輸出齒輪(35)相嚙合。
3. 根據權利要求1所述的電機驅動型調頻調矩式振動樁錘，其特徵在於所述的前段矩 形螺旋外花鍵(24)的內徑大於所述的後段矩形螺旋外花鍵(25)的外徑。
4. 根據權利要求1所述的電機驅動型調頻調矩式振動樁錘，其特徵在於所述的前段矩 形螺旋外花鍵(24)的旋向與所述的後段矩形螺旋外花鍵(25)的旋向相反。
5. 根據權利要求1所述的電機驅動型調頻調矩式振動樁錘，其特徵在於所述的齒輪式油馬達(39)上的液壓油進出口 (38)通過管道設置在液壓油缸(28)的小腔(27)的供油管 道上。
專利摘要本實用新型涉及一種電機驅動型調頻調矩式振動樁錘，由動力驅動機構、偏心軸組件，偏心力矩調整機構構成，在動力驅動系統中採用具有受控按需改變工作輸出頻率功能的調頻耐振電機，在偏心力矩調整機構中的液壓油缸進油管道上增加設置有偏心力矩顯示和控制裝置，使振動樁錘在工作時能按需改變工作頻率，通過觀察儀表讀數了解偏心力矩的即時變化情況，通過控制向液壓油缸的供油量來調整控制偏心力矩，改變振動樁錘的振幅，實現同時具有調頻、調幅和即時按需調節的功能，能滿足不同環境條件下的高效施工要求，實現頻率較高且可調、振幅可調且可控的目的，具有很強的實用性。
文檔編號E02D7/18GK201517211SQ20092007648
公開日2010年6月30日 申請日期2009年6月17日 優先權日2009年6月17日
發明者曹榮夏, 曹錫楊 申請人:上海振中機械製造有限公司