振動鑽進式衝挖鑽機的製作方法

2023-11-12 03:55:52

專利名稱：振動鑽進式衝挖鑽機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械技術領域，特別是一種振動鑽進式衝挖鑽機。
背景技術：
旋挖鑽機是一種適合建築基礎工程中成孔作業的施工機械，主要應用於灌注樁、連續牆、基礎加固等多種地基基礎施工，能夠滿足公路、鐵路、橋梁與大型高層建築物對樁基礎的要求，主要適於砂土、粘性土、粉質土等土層施工。旋挖鑽機效率高、功能多、泥漿汙染少，成為鑽孔灌注樁施工的重要選擇。該類鑽機一般由液壓履帶式底盤、桅杆總成、動力頭、主卷揚、鑽杆、鑽具等幾大部件構成。工作原理為,旋挖鑽機通過動力頭驅動鑽杆,鑽杆是可伸縮的，底部聯接帶有活門的桶式鑽頭，鑽杆帶動鑽頭的迴轉破碎巖土，並直接將其裝入鑽頭內，然後再由鑽機提升裝置和伸縮式鑽杆將鑽頭提出孔外卸土，這樣循環往復，不斷地取土、卸土，直至鑽至設計深度。 旋挖鑽機由於成孔速度快，施工現場環保、乾淨等諸多優點得到廣泛應用，但也存在不足之處。例如1、對動力頭扭矩要求非常高，特別鑽取大直徑孔時；2、作業時鑽杆要承受很大扭矩，造成可靠性降低；3、受可伸縮鑽杆長度限制，鑽孔深度有限；4、桅杆和鑽杆必須有一定的高度和重量，這樣就使得鑽機存在重心高、移動穩定性差的缺點。5、移動和運輸時需將桅杆等有關部件拆開，然後在新工地組裝起來，很費時，影響工作效率和工程進度，轉場費用高，相應提高了施工成本；6、只能鑽取圓形樁孔。7、由於動力頭和可伸縮鑽杆等結構複雜，造成旋挖鑽機價格昂貴、一次性投入較大。地下連續牆是近半個世紀以來在基礎工程和地下工程中迅速發展和廣泛應用的一項新技術。應用於地下連續牆作業的地下連續牆抓斗(又稱中心提拉式成槽機)作為一種能滿足高效、高質量施工的深基礎施工設備，廣泛應用於城市高層建築的基礎施工、地鐵、地下室、汙水處理廠、防護壁、石油和煤氣地下儲備槽、水壩擋土牆、防滲牆、橋衍基礎、基礎方樁等多方面深基礎工程施工。中國工程機械行業「十五」規劃已將地下連續牆挖槽設備作為樁工機械重點發展產品。當前地下連續牆抓斗設備由底盤和工作裝置兩大部分組成，主要部件有履帶行走機構、上車裝置、臂架、變幅機構、卷管器、主卷揚、副卷揚、託架、抓斗等。當前市面上的地下連續牆抓斗設備，主要靠抓斗機構的重力來進入土層，因此抓斗機構自身重量非常大，整機龐大並且動力要求高，價格昂貴。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種結構簡單、效率高、定位方便、可靠性高及移動運輸方便的振動鑽進式衝挖鑽機，並能夠實現建築工程中樁基成孔要求和地下連續牆開挖要求。本實用新型以如下技術方案解決上述技術問題本實用新型振動鑽進式衝挖鑽機由底盤機構I和工作裝置8兩部分組成；所述底盤機構I由機體3、安裝在機體3下方的迴轉機構41和行走機構2、安裝機體3上的駕駛室6、發動機4、液壓系統5以及由液壓系統5控制的大臂7構成；所述工作裝置8主要由桅杆機構9、振動機構18、減振機構17、導向機構16和取土桶19或抓斗機構29構成，桅杆機構9通過連接座20與底盤機構I的大臂7連接，桅杆機構9的頂部設有鋼絲繩滑輪13和油管滾輪12 ;桅杆機構9通過鋼絲繩14連接導向機構16，導向機構16的下方連接減振機構17，減振機構17的下方連接振動機構18，振動機構18的下方連接取土桶19或抓斗機構29 ；導向機構16內設有鋼絲繩連接座43和液壓閥21，連接液壓閥21的液壓油管34經油管滾輪12與液壓膠管卷盤11連接，連接鋼絲繩連接座43的鋼絲繩14經鋼絲繩滑輪13與鋼絲繩卷揚10連接。所述液壓膠管卷盤11和鋼絲繩卷揚10分別安裝在桅杆機構9的頂部和底部。所述導向機構16包括有導向筒42及安裝在導向筒42內的鋼絲繩連接座43，鋼絲繩連接座43上裝有朝前後左右四個方向排布的導向調節油缸24，每個導向調節油缸24的伸縮杆伸出導向筒外並裝有導向調節板23。
所述減振機構17由減振架37和安裝在減振架內側的減振橡膠22構成，減振橡膠22與振動機構18連接，減振架37與導向機構16的導向筒42連接。所述振動機構18採用至少一組偏心輪振動機構,它包括振動箱體26、振動馬達25及至少一組偏心輪組27，每組偏心輪組27是由兩根分別裝有偏心塊及偏心齒輪的偏心軸28構成，偏心齒輪之間相互嚙合，其中一根偏心軸28由振動馬達25驅動。所述液壓油管34有負責進油和回油的進油管和回油管兩條，分別經桅杆頂部的油管滾輪12與液壓膠管卷盤11連接。所述安裝在振動機構18下部的取土桶19內部安裝有擋土油缸39、倒V形頂杆機構40及活動式擋土門38，倒V形頂杆機構40的頂端與擋土油缸39的伸縮杆固定連接，兩下端與活動式擋土門38鉸接。所述安裝在振動機構18下部的抓斗機構29包括有抓斗架體31、抓斗油缸30及兩個抓斗32，兩個抓斗32的下部通過抓斗銷33與抓斗架體31的下端銷接，兩個抓斗32的上部與抓斗架體31的頂端之間通過鉸接方式連接抓斗油缸30。所述連接座20上設有迴轉支承36，桅杆機構9與迴轉支承36連接，桅杆機構9與連接座20的迴轉支承36之間通過鉸接方式連接有角度調節油缸35。所述桅杆機構9的中部安裝有固定套15,導向機構16可伸入固定套15內。本實用新型可鑽取圓型、方型等各種形狀樁基孔，可挖取地下連續牆，與現有旋挖鑽機和地下連續牆挖鬥相比，具有結構簡單、效率高、定位方便、可靠性高、移動運輸方便的優點，可突破現有旋挖鑽機的鑽孔深度，而且比現有地下連續牆抓斗設備開挖精度更高。本實用新型振動鑽進式衝挖鑽機不需要大扭矩動力頭和可伸縮鑽杆，同時大幅降低了桅杆高度，可應用於鑽取樁基孔，又可應用於地下連續牆作業，實現一機多用，大幅降低設備成本。

圖I是本實用新型的整體結構示意圖。圖2是本實用新型的導向機構、減振機構、振動機構和取土桶組合後的結構示意圖。[0021]圖3是本實用新型的導向機構、減振機構、振動機構和抓斗機構組合後的結構示意圖。圖中I、底盤機構2、行走機構3、機 體4、發動機5、液壓系統6、駕駛室7、大臂8、工作裝置9、桅杆機構10鋼絲繩卷揚11、液壓膠管卷盤12、油管滾輪13、鋼絲繩滑輪14、鋼絲繩15、固定套16、導向機構17、減振機構18、振動機構19、取土桶20連接座21、液壓閥22、減振橡膠23、導向調節板24、導向調節油缸25、振動馬達26、振動箱體27、偏心輪組28、偏心軸29、抓斗機構30、抓斗油缸31、抓斗架體32、抓斗33、抓斗銷34、液壓油管35、角度調節油缸36、迴轉支承37、減振架38、活動式擋土門39、擋土油缸40、倒V形頂杆機構41、迴轉機構42、導向筒43、鋼絲繩連接座。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述如圖I和圖2所示，本實用新型振動式衝挖鑽機由底盤機構I和工作裝置8兩部分組成；所述底盤機構I由機體3、安裝在機體3下方的迴轉機構41和行走機構2、安裝機體3上的駕駛室6、發動機4、液壓系統5以及由液壓系統5控制的大臂7構成。底盤機構I也可採用履帶或輪式液壓挖掘機。工作裝置8主要由桅杆機構9、振動機構18、減振機構17、導向機構16和取土桶19構成，桅杆機構9通過連接座20與底盤機構I的大臂7連接，連接座20上設有迴轉支承36，桅杆機構9與迴轉支承36連接，桅杆機構9的中部與迴轉支承36之間通過鉸接方式連接有角度調節油缸35，角度調節油缸35可對桅杆機構9進行角度調整。桅杆機構9的中部安裝有固定套15，桅杆機構9的頂部設有鋼絲繩滑輪13和油管滾輪12 ;桅杆機構9通過鋼絲繩14連接可伸入固定套15內的導向機構16，當鋼絲繩14提升導向筒42向上運動，可到達固定套15中，導向機構16可起到固定和導向作用。導向機構16的下方連接減振機構17，減振機構17的下方連接振動機構18，振動機構18的下方連接取土桶19 ;導向機構16內設有鋼絲繩連接座43和液壓閥21，連接鋼絲繩連接座43的鋼絲繩14經鋼絲繩滑輪13與鋼絲繩卷揚10連接，鋼絲繩卷揚10安裝在桅杆機構9的下部,通過鋼絲繩卷揚10拉動鋼絲繩14，可實現導向機構16上下運動；連接液壓閥21的液壓油管34設有兩條，分別負責進油和回油，它們分別經桅杆頂部的油管滾輪12與液壓膠管卷盤11連接，液壓膠管卷盤11安裝在桅杆機構9的上部，隨著導向機構16的上下運動，液壓膠管卷盤11可收放液壓油管34。所述鋼絲繩卷揚10和液壓膠管卷盤11也可安裝在底盤機構I上。本實用新型採用的導向機構16包括有導向筒42及安裝在導向筒42內的鋼絲繩連接座43，鋼絲繩連接座43上裝有朝前後左右四個方向排布的導向調節油缸24，每個導向調節油缸24的伸縮杆伸出導向筒外並裝有導向調節板23。本實用新型採用的減振機構17由減振架37和安裝在減振架內側的減振橡膠22構成，減振橡膠22與振動機構18的振動箱體26連接，減振架37與導向機構16的導向筒42固定連接。減振機構17在工作時起到減振作用，避免振動力傳遞到導向機構16和鋼絲繩14。振動機構18的下部與取土桶19固定連接，將振動力直接施加在取土桶19上面，以實現振動鑽進。本實用新型採用的振動機構18可採用中國專利申請號為「201010596120. 4」、發明名稱為「一種衝擊式液壓鑿巖機」所涉及的衝擊機構(即振動機構)，它包括振動箱體26、振動馬達25及至少一組偏心輪組27，每組偏心輪組27是由兩根分別裝有偏心塊及偏心齒輪的偏心軸28構成，偏心齒輪之間相互嚙合，其中一根偏心軸28由振動馬達25驅動。啟動振動機構18時，振動馬達25帶動偏心軸28旋轉，使偏心輪組27高速旋轉，成對偏心輪27在水平方向上的偏心力互相抵消，在垂直方向上的力疊加，從而使振動箱體26上下振動，裝配在振動箱體26下的取土桶19 一起上下振動，在振動機構18和取土桶19自身重力和振動衝擊力的作用下實現鑽進。安裝在振動機構18下部的取土桶19內部安裝有擋土油缸39、倒V形頂杆機構40及活動式擋土門38，倒V形頂杆機構40的頂端與擋土油缸39的伸縮杆固定連接，兩個下端分別與活動式擋土門38的兩個側板鉸接。活動式擋土門38通過擋土油缸39和頂杆機構40控制開閉，在提升時將取土桶中的泥土關閉在桶中。由於取土桶19是以振動衝擊方 式進入土中，因此可做成圓形，方型及其它形狀，實現方形孔樁及其它形狀孔樁的鑽取。作業時，底盤機構I通過行走機構2、迴轉機構41和大臂7進行定位，通過角度調節油缸35將桅杆機構9調到垂直角度，鋼絲繩卷揚10將鋼絲繩14放鬆，導向機構16帶著減振機構17、振動機構18和取土桶19 一起靠自重下降，當取土桶19接觸地面後，啟動振動機構18，使取土桶19振動進入土中，當取土桶19中泥土將近滿時，開啟擋土油缸39，通過頂杆機構40將擋土門38關閉，然後鋼絲繩卷揚10將鋼絲繩14拉升，從而使取土桶19提升出地面，當導向筒42進入固定座15後，底盤機構I通過迴轉機構41將工作裝置8平移至樁孔旁邊，擋土油缸39將檔土門38打開，將取土桶19中泥土卸出，接著重複鑽進動作，直到達到所需樁孔深度。由於本實用新型不用鑽杆機構，因此鑽孔深度可突破現有旋挖鑽機，輕鬆實現100米至數百米的鑽孔深度。當需要進行地下連續牆作業時，將取土桶19換下，裝上抓斗機構29，即可作為地下連續牆挖鬥使用。如圖3所示，抓斗機構29包括有抓斗架體31、抓斗油缸30及兩個抓斗32，兩個抓斗32的下部通過抓斗銷33與抓斗架體31的下端銷接，兩個抓斗32的上部與抓斗架體31的頂端之間通過鉸接方式連接抓斗油缸30。作業時，定位動作與前述相同，定位完成後，鋼絲繩卷揚10將鋼絲繩14放鬆，導向機構16帶著減振機構17、振動機構18和抓斗機構29 —起靠自重下降，在抓斗32接觸地面後，開啟振動機構18。抓斗32受振動力進入土中，裝到一定程度，抓斗油缸30伸出，使兩邊抓斗繞抓斗銷33旋轉，從而將土關在抓斗32之中。鋼絲繩卷揚10將鋼絲繩14拉升，使抓斗機構29提升出地面，導向筒36進入固定座15後，迴轉機構41將抓斗機構29帶泥土一起平移到地下連續牆外面，抓斗油缸30收縮，將抓斗32打開，使泥土卸出，以此反覆作業，直到所需深度。在向下鑽孔及開挖地下連續牆過程中，如果需要糾偏或調整方向，可通過導向調節油缸24推動導向調節板23，使導向調節板23頂壓孔壁，從而對鑽進方向進行調整。由於本實用新型可在準確調整好角度方向後再開動振動機構18鑽進作業，因此與現有牆下連續牆抓斗相比，開挖精度更高。
權利要求1.振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，它由底盤機構⑴和工作裝置⑶兩部分組成；所述底盤機構(I)由機體(3)、安裝在機體(3)下方的迴轉機構(41)和行走機構(2)、安裝機體⑶上的駕駛室(6)、發動機⑷、液壓系統(5)以及由液壓系統(5)控制的大臂(7)構成；所述工作裝置(8)主要由桅杆機構(9)、振動機構(18)、減振機構(17)、導向機構(16)和取土桶(19)或抓斗機構(29)構成，桅杆機構(9)通過連接座(20)與底盤機構⑴的大臂(7)連接，桅杆機構(9)的頂部設有鋼絲繩滑輪(13)和油管滾輪(12);桅杆機構(9)通過鋼絲繩(14)連接導向機構(16)，導向機構(16)的下方連接減振機構(17)，減振機構(17)的下方連接振動機構(18)，振動機構(18)的下方連接取土桶(19)或抓斗機構(29)；導向機構(16)內設有鋼絲繩連接座(43)和液壓閥(21)，連接液壓閥(21)的液壓油管(34)經油管滾輪(12)與液壓膠管卷盤(11)連接，連接鋼絲繩連接座(43)的鋼絲繩(14)經鋼絲繩滑輪(13)與鋼絲繩卷揚(10)連接。
2.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述液壓膠管卷盤(11)和鋼絲繩卷揚(10)分別安裝在桅杆機構(9)的頂部和底部。
3.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述導向機構(16)包括有導向筒(42)及安裝在導向筒(42)內的鋼絲繩連接座(43)，鋼絲繩連接座(43)上裝有朝前後左右四個方向排布的導向調節油缸(24)，每個導向調節油缸(24)的伸縮杆伸出導向筒外並裝有導向調節板(23)。
4.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述減振機構(17)由減振架(37)和安裝在減振架內側的減振橡膠(22)構成，減振橡膠(22)與振動機構(18)連接，減振架(37)與導向機構(16)的導向筒(42)連接。
5.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述振動機構(18)採用至少一組偏心輪振動機構，它包括振動箱體(26)、振動馬達(25)及至少一組偏心輪組(27),每組偏心輪組(27)是由兩根分別裝有偏心塊及偏心齒輪的偏心軸(28)構成，偏心齒輪之間相互嚙合,其中一根偏心軸(28)由振動馬達(25)驅動，振動機構(18)的振動箱體(26)與取土桶(19)固定連接。
6.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述液壓油管(34)有進油管和回油管兩條，分別經桅杆頂部的油管滾輪(12)與液壓膠管卷盤(11)連接。
7.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述安裝在振動機構(18)下部的取土桶(19)內部安裝有擋土油缸(39)、倒V形頂杆機構(40)及活動式擋土門(38)，倒V形頂杆機構(40)的頂端與擋土油缸(39)的伸縮杆固定連接，兩下端與活動式擋土門(38)鉸接。
8.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述安裝在振動機構(18)下部的抓斗機構(29)包括有抓斗架體(31)、抓斗油缸(30)及兩個抓斗(32)，兩個抓斗(32)的下部通過抓斗銷(33)與抓斗架體(31)的下端銷接，兩個抓斗(32)的上部與抓斗架體(31)的頂端之間通過鉸接方式連接抓斗油缸(30)。
9.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述底盤機構(I)由履帶或輪式液壓挖掘機取代。
10.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，所述連接座(20)上設有迴轉支承(36)，桅杆機構(9)與迴轉支承(36)連接，桅杆機構(9)與連接座(20)的迴轉支承(36)之間通過鉸接方式連接有角度調節油缸(35)。
11.根據權利要求I所述振動鑽進式衝挖鑽機，其特徵在於，桅杆機構(9)的中部安裝有固定套(15),導向機構(16)可伸入固定套(15)內。
專利摘要本實用新型公開了一種振動鑽進式衝挖鑽機，它由底盤機構和工作裝置組成；底盤機構主要由機體、迴轉機構、行走機構、駕駛室、發動機、液壓系統和大臂構成；工作裝置主要由桅杆機構、振動機構、減振機構、導向機構和取土桶或抓斗機構構成，桅杆機構通過連接座與大臂連接，桅杆機構通過鋼絲繩連接導向機構，導向機構的下方連接減振機構，減振機構的下方連接振動機構，振動機構的下方連接取土桶或抓斗機構。本實用新型具有結構簡單，定位方便，可靠性高，移動運輸方便，製作成本低的特點，可應用於鑽取樁基孔，又可應用於地下連續牆作業，實現一機多用，大幅降低設備成本。
文檔編號E21B15/00GK202417302SQ20112052212
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者唐忠盛, 阮珍 申請人:唐忠盛, 阮珍