专利名称：一种使电驱式振动桩锤实现调频调幅的方法及其振动桩锤的制作方法
技术领域：
. 本发明涉及一种建筑施工机械制造技术领域，特别是一种使电驱式振动 桩锤实现调频调幅的方法及其振动桩锤。
背景技术：
目前，振动桩锤在传统的电机驱动式基础上虽然通过结合设置偏心力矩 可调装置方法已开发成功了力矩可调式电动振动桩锤，有效改善了电机驱动 式振动桩锤在启动和停机过程中容易发生的共振现象，在确保机械构件的正 常工作寿命方面带来了实质性进步，但是这种由电机驱动的偏心力矩可调式 振动桩锤尚未克服现有电动式振动桩锤长期以来存在的频率较低但不可调、 振幅较大但不易控制、不能满足不同地质高效施工要求的弊端，所以，总体 上仍存在施工时噪声较大，施工效率不高和工作适用性差的不足之处，从经 济性和实用性角度考虑，尚欠理想，很有必要从结构上加以进一步改进。
发明内容
本发明的目的是要克服现有力矩可调式振动桩锤所存的频率较低但不可 调、振幅较大但不易控制，不能满足不同地质高效施工要求的不足之处，提 供一种频率较高且可调、振幅可变且可控的使电驱式振动桩锤实现调频调幅 的方法及振动桩锤。
本发明的使电驱式振动桩锤实现调频调幅的方法是通过以下技术方案实
现的在现有力矩可调式电动振动桩锤的基础上，在动力驱动系统中采用具 有受控按需改变工作输出频率功能的调频耐振电机取代现有的普通电机，使 振动桩锤在工作时能按需改变工作频率，以满足不同环境条件下的高效施工要求，实现频率较高且可调的目的；来取在现'有力宪可调式电动振动桩锤的 力矩调整机构中的液压油缸进油管道上增加设置一具有由进油流量决定马达 旋转圈数功能齿轮式油马达，通过在齿轮式油马达的主轴上固定设置一磁片， 在设置齿轮式油马达主轴一侧的马达外壳上固定安装设置一上带计数传感器 的盒体，利用调整偏心力矩时控制送入液压油缸的供油先经齿轮式油马达然 后驱动力矩调整机构执行调整力矩的动作，以使齿轮式油马达与力矩调整机 构同步工作，由计数传感器检测出在此同等供油量的情况下齿轮式油马达的 旋转圈数，并通过齿轮式油马达的旋转圈数体现调整力矩的对应转动角度， 并依此作为换算依据，建立供油量、马达转动圈数与力矩调整角度三者之间 的关系，并设置一种能确切地反映这种关系的数字仪表，供操作者通过观察 仪表读数了解偏心力矩的即时变化情况、控制向液压油缸的供油量来调整控 制偏心力矩，改变振动桩锤的振幅，实现振幅可调且可控的目的。
基于上述构思方法设置的本发明电机驱动型调频调矩式振动桩锤主体包 含有动力驱动机构、偏心轴组件，偏心力矩调整机构，特征在于动力驱动机 构中的驱动电机由调频耐振电机取代，在偏心力矩调整机构中的液压油缸进 油管道上增加设置有偏心力矩显示和控制装置，其中
所述的偏心轴组件中包含设置有由第一偏心轴A、第二偏心轴B、第三偏
心轴C和第四偏心轴D构成的一组四个偏心轴，所述的第一偏心轴A和第二 偏心轴B为动力输入轴，前端部上分别固定设置有同步齿轮A和B，中间位置 上分别设置有固定偏心块A和B,后端部上分别活动套装设置有中间齿轮A和 B,后轴端上分别固定设置有受驱动力皮带轮A和B;所述的第三偏心轴C和 第四偏心轴D为动力输出轴，在所述的第三偏心轴C和第四偏心轴D的后端 部上也分别固定设置有同步齿轮C和D,中间位置上也固定设置有偏心块CD;
所述的偏心力矩调整机构中包含有由较大端和较小端构成的调整轴，在 所述的调整轴较大端上固定设置有前段矩形螺旋外花键，所述的较小端上设 置有后段矩形螺旋外花键，在所述的前段矩形螺旋外花键外围上匹配安装设 置有上带内装有包含有内设有大腔和小腔的液压油缸，受控于液压油缸内的 大腔和小腔、端部与调整轴的较大端装配相连活塞杆的液压构件设置套简的 前螺旋花键套，在所述的后段矩形螺旋外花键外围上匹配安装设置有后螺旋 花键套，以及通过圆锥滚子轴承安装设置在前螺旋花键套上的前调整齿轮(即 输入齿轮)和设置在后螺旋花键套上的后调整齿轮(即输出齿轮)；
所述的偏心力矩显示装置包含有数据釆集装置和信号处理装置，所述的 数据采集装置中包含设置有上带液压油进出口的齿轮式油马达、上带计数检 测传感器的数据釆集盒和磁片，所述的磁片嵌装设置在齿轮式油马达的主轴 外露端上，所述的数据采集盒固定安装设置在所述齿轮式油马达主轴外露端 一侧的马达外壳上，所述的计数检测传感器的检测头与主轴外露端上磁片的 设置位置相对准；所述的信号处理装置具有信号接收、转换、数据显示和控 制的功能，包含设置有电源控制键、电源指示灯、油流量控制键、液晶显示 屏和按需设置的包括工控和电气转换及保护电路的内部电气构件。
在装配状态下，所述的偏心力矩调整机构固定设置在第一偏心轴A的下 方，所述的第一偏心轴A上的固定同步齿轮A与偏心力矩调整机构上的输入 齿轮相啮合，中伺齿轮A与偏心力矩调整机构上的输出齿轮相啮合；所述的 前段矩形螺旋外花键的内径大于所述的后段矩形螺旋外花键的外径，以便于 安装；所述的前段矩形螺旋外花键的旋向与所述的后段矩形螺旋外花键的旋 向相反，以便当调整轴被活塞杆拉起或推动时带动所述的前后螺旋花键套作相反的圆周向旋转，从而实现工作状态下偏心力矩的无级连续可调；所述的 齿轮式油马达上的液压油进出口通过管道设置在液压油缸的小腔的供油管道 上，以确保齿轮式油马达与所述的偏心力矩调整机构同步工作，在信号处理 装置上同步显示相应偏心力矩值和相应振幅。
工作时，振动桩锤的工作频率由所述的为振动桩锤提供动力的调频耐振 电机控制，工作振幅由所述的力矩调整机构确保、并通过观察液晶显示屏了 解即时状况和按需调整控制。
基于上述构思的本发明使电驱式振动桩锤实现调频调幅的方法及依据本 发明方法设置的振动桩锤，由于采用具有受控按需改变工作输出频率功能的 调频耐振电机取代现有的普通电机，使振动桩锤在工作时能即时按需改变工 作频率，以满足不同环境条件下的高效施工要求，实现频率较高且可调的目
的；采取在现有力矩可调式电动振动桩锤的力矩调整机构中的液压油缸进油 管道上增加设置包含有数据采集装置和信号处理装置的具有即时工作状况显 示和调节控制功能的偏心力矩显示装置，通过控制向液压油缸的供油量来调 整控制偏心力矩，改变振动桩锤的振幅，实现振幅可调且可控的目的。综上 所述，本发明电机驱动型调频调矩式振动桩锤不仅工作频率可调，而且工作 力矩和振幅可以在有据可依的情况下按需可调，与现有的任何一款振动桩锤 相比，明显具有结构科学且合理，工作效率高且工作可靠和适用性强等诸多 优点，是现有振动桩锤技术的一大突破，具有很强的实用性和广阔的巿场应 用前景，是现有振动桩锤的理想更新换代产品。
图i是本发明实施例的基本结构示意图2是本发明实施例中偏心力矩调整机构的基本结构示意图；图3是本发明实施例中偏心力矩显示控制装置的丞本结抅示意图。
图中
I. 动力驱动机构 2.偏心轴组件 1偏心力矩调整机构
4.偏心力矩显示和控制装置 5.第一偏心轴A 6.第二偏心轴B 7.第三偏心轴C8.第四偏心轴D9.同步齿轮A 10.同步齿轮B
II. 固定偏心块A 12.固定偏心块B 13.中间齿轮A 14.中间齿轮B 15.受驱动力皮带轮A 16.受驱动力皮带轮B 17.同步齿轮C 18.同步齿轮D19.偏心块C 20.偏心块D21.较大端 22.较小端23.调整轴24.前段矩形螺旋外花键25.后段矩形螺旋外花键 26.大腔 27.小腔 28.液压油缸29.活塞杆 30.套简 31.前螺旋花键套32.后螺旋花键套33.圆锥滚子轴承34.前调整齿轮 35.后调整齿轮36.数据采集装置37.信号处理装置38.液压油进出口 39.齿轮式油马达40.计数检测传感器41.数据釆集盒42.磁片
43.主轴外露端44.马达外壳 45.检测头46.电源控制键
47.电源指示灯48.油流量控制键49.液晶显示屏
具体实施例方式
下面结合附图及典型实施例对本发明作进一步说明。
在图l、图2和图3中，依据本发明使电驱式振动桩锤实现调频调幅的方
法设置的电机驱动型调频调矩式振动桩锤主体包含有动力驱动机构1、偏心轴 组件2，偏心力矩调整机构3，特征在于动力驱动机构l中的驱动电机由调频 耐振电机取代，在偏心力矩调整机构3中的液压油缸进油管道上增加设置有 偏心力矩显示和控制装置4，其中所述的偏心轴组件2中包含设置有由第一 偏心轴A5、第二偏心轴B6、第三偏心轴C7和第四偏心轴D8构成的一组四个偏心轴，所述的第一偏心轴A5和第二偏心轴B6为动力输入轴，前端部上分 别固定设置有同步齿轮A9和BIO，中间位置上分别设置有固定偏心块All和 B12,后端部上分别活动套装设置有中间齿轮A13和B14，后轴端上分别固定 设置有受驱动力皮带轮A15和B16;所述的第三偏心轴C7和第四偏心轴D8为 动力输出轴，在所述的第三偏心轴C7和第四偏心轴D8的后端部上也分别固 定设置有同步齿轮C17和D18，中间位置上也固定设置有偏心块C19和D20; 所述的偏心力矩调整机构3中包含有由较大端21和较小端22构成的调整轴 23,在所述的调整轴较大端21上固定设置有前段矩形螺旋外花键24，所述的 较小端22上设置有后段矩形螺旋外花键25，在所述的前段矩形螺旋外花键 24外围上匹配安装设置有上带内装有包含有内设有大腔26和小腔27的液压 油缸28,受控于液压油缸28内的大腔26和小腔27、端部与调整轴23的较 大端21装配相连活塞杆29的液压构件设置套简30的前螺旋花键套31，在所 述的后段矩形螺旋外花键25外围上匹配安装设置有后螺旋花键套32，以及通 过圆锥滚子轴承33安装设置在前螺旋花键套31上的前调整齿轮(即输入齿 轮)34和设置在后螺旋花键套32上的后调整齿轮(即输出齿轮)35。
在图3中，所述的偏心力矩显示和控制装置4包含有数据釆集装置36和 信号处理装置37，所述的数据采集装置36中包含设置有上带液压油进出口 38的齿轮式油马达39、上带计数检测传感器40的数据釆集盒41和磁片42, 所述的磁片42嵌装设置在齿轮式油马达39的主轴外露端43上，所述的数据 采集盒41固定安装设置在所述齿轮式油马达39主轴外露端43 —侧的马达外 壳44上，所述的计数检测传感器40的检测头45与主轴外露端43上磁片42 的设置位置相对准；所述的信号处理装置37具有信号接收、转换、数据显示 和控制的功能，包含设置有电源控制键46、电源指示灯47、油流量控制键48、液晶显示屏49和按需设置的包括工控和电气转换及保护电路的内部电气构 件。 ，
在装配状态下，所述的偏心力矩调整机构3固定设置在第一偏心轴A5的 下方，所述的第一偏心轴A5上的固定同步齿轮A9与偏心力矩调整机构3上 的输入齿轮34相啮合，中间齿轮A13与偏心力矩调整机构3上的输出齿轮35 相啮合；所述的前段矩形螺旋外花键24的内径大于所述的后段矩形螺旋外花 键25的外径；所述的前段矩形螺旋外花键24的旋向与所述的后段矩形螺旋 外花键25的旋向相反；所述的齿轮式油马达39上的液压油进出口 38通过管 道设置在液压油缸28的小腔27的供油管道上，以确保齿轮式油马达39与所 述的偏心力矩调整机构3同步工作，在信号处理装置37上同步显示相应偏心 力矩值和相应振幅。
权利要求
1.一种使电驱式振动桩锤实现调频调幅的方法，其特征在于通过在现有力矩可调式电动振动桩锤的基础上，在动力驱动系统中采用具有受控按需改变工作输出频率功能的调频耐振电机取代现有的普通电机，使振动桩锤在工作时能按需改变工作频率，以满足不同环境条件下的高效施工要求，实现频率较高且可调的目的；采取在现有力矩可调式电动振动桩锤的力矩调整机构中的液压油缸进油管道上增加设置一具有由进油流量决定马达旋转圈数功能的齿轮式油马达，通过在齿轮式油马达的主轴上固定设置一磁片，在设置齿轮式油马达主轴一侧的马达外壳上固定安装设置一上带计数传感器的盒体，利用调整偏心力矩时控制送入液压油缸的供油先经齿轮式油马达然后驱动力矩调整机构执行调整力矩的动作，以使齿轮式油马达与力矩调整机构同步工作，由计数传感器检测出在此同等供油量的情况下齿轮式油马达的旋转圈数，并通过齿轮式油马达的旋转圈数体现调整力矩的对应转动角度，并依此作为换算依据，建立供油量、马达转动圈数与力矩调整角度三者之间的关系，并设置一种能确切地反映这种关系的数字仪表，供操作者通过观察仪表读数了解偏心力矩的即时变化情况、控制向液压油缸的供油量来调整控制偏心力矩，改变振动桩锤的振幅，实现振幅可调且可控的目的。
2. 依据权利要求l的方法设置的电驱式振动桩锤，包含有动力驱动机构(1)、偏心轴组件(2)，偏心力矩调整机构(3)，其特征在于动力驱动 机构(1)中的驱动电机由调频耐振电机取代，在偏心力矩调整机构(3) 中的液压油缸进油管道上增加设置有偏心力矩显示和控制装置(4)，其 中a.所述的偏心轴组件(2)中包含设置有由第一偏心轴A (5)、第二偏 心轴B (6)、第三偏心轴C (7)和第四偏心轴D (8)构成的一组四 个偏心轴，所述的第一偏心轴A (5)和第二偏心轴B (6)为动力输入轴，前端部上分别固定设置有同步齿轮A (9)和B (10),中间位置上分别设置有固定偏心块A (11)和B (12)，后端部上分别活动套 装设置有中间齿轮A(13)和B(14),后轴端上分别固定设置有受驱 动力皮带轮A (l5)和B (16);所述的第三偏心轴C (7)和第四偏 心轴D (8)为动力输出轴，在所述的第三偏心轴C (7)和第四偏心 轴D (8)的后端部上也分别固定设置有同步齿轮C (17)和D (18)， 中间位置上也固定设置有偏心块C (19)和D (20);b. 所述的偏心力矩调整机构(3)中包含有由较大端(21)和较小端(22) 构成的调整轴(23),在所述的调整轴较大端(21)上固定设置有前 段矩形螺旋外花键(24),所述的较小端(22)上设置有后段矩形螺 旋外花键(25),在所述的前段矩形螺旋外花键(24)外围上匹配安 装设置有上带内装有包含有内设有大腔(26)和小腔(27)的液压油 缸(28),受控于液压油缸(28)内的大腔(26)和小腔(27)、端部 与调整轴(23)的较大端(21)装配相连活塞杆(29)的液压构件设 置套简(30)的前螺旋花键套(31)，在所述的后段矩形螺旋外花键(25)外围上匹配安装设置有后螺旋花键套(32)，以及通过圆锥滚 子轴承(33 )安装设置在前螺旋花键套(31 )上的前调整齿轮(即输 入齿轮)(34 )和设置在后螺旋花键套(32 )上的后调整齿轮(即输 出齿轮)(35);c. 所述的偏心力矩显示和控制装置(4 )包含有数据釆集装置(36 )和 信号处理装置(37)，所述的数据采集装置(36)中包含设置有上带 液压油进出口 ( 38)的齿轮式油马达(39)、上带计数检测传感器(40) 的数据釆集盒(41)和磁片(42),所述的磁片(42)嵌装设置在齿 轮式油马达(39)的主轴外露端(43)上，所述的数据釆集盒(41) 固定安装设置在所述齿轮式油马达(39)主轴外露端(43) —侧的马 达外壳(")上，所述的计数检测传感器(40)的检测头(45)与主 轴外露端(43)上磁片(")的设置位置相对准；d.所述的信号处理装置(37)具有信号接收、转换、数据显示和控制的功能，包含设置有电源控制键(46)、电源指示灯(47)、油流量控制 键(48)、液晶显示屏(49)和按需设置的包括工控和电气转换及保 护电路的内部电气构件。
3. 根据权利要求2所述的电驱式振动桩锤，其特征在于所述的偏心力矩调 整机构(3)固定设置在第一偏心轴A (5)的下方，所述的第一偏心轴A(5)上的固定同步齿轮A (9)与偏心力矩调整机构(3)上的输入齿轮 (30相啮合，中间齿轮A (13)与偏心力矩调整机构(3)上的输出齿 轮(35)相啮合。
4. 根据权利要求2所述的电机驱动型调频调矩式振动桩锤，其特征在于所 述的前段矩形螺旋外花键(24)的内径大于所述的后段矩形螺旋外花键(25)的外径。
5. 根据权利要求2所述的电驱式振动桩锤，其特征在于所述的前段矩形螺 旋外花键(24)的旋向与所述的后段矩形螺旋外花键(25)的旋向相反。
6. 根据权利要求2所述的电驱式振动桩锤，其特征在于所述的齿轮式油马 达(39)上的液压油进出口 (38)通过管道设置在液压油缸(28)的小 腔(27)的供油管道上。
7. 根据权利要求2所述的电机驱动型调频调矩式振动桩锤，其特征在于所 述的齿轮式油马达(39)与所述的偏心力矩调整机构(3)同步工作，在 信号处理装置(37)上同步显示相应偏心力矩值和相应振幅。
全文摘要
本发明涉及一种电机驱动型调频调矩式振动桩锤，由动力驱动机构、偏心轴组件，偏心力矩调整机构构成，在动力驱动系统中采用具有受控按需改变工作输出频率功能的调频耐振电机，在偏心力矩调整机构中的液压油缸进油管道上增加设置有偏心力矩显示和控制装置，使振动桩锤在工作时能按需改变工作频率，通过观察仪表读数了解偏心力矩的即时变化情况、通过控制向液压油缸的供油量来调整控制偏心力矩，改变振动桩锤的振幅，实现同时具有调频和调幅和即时按需调节的功能，能满足不同环境条件下的高效施工要求，实现频率较高且可调、振幅可调且可控的目的，具有很强的实用性。
文档编号E02D7/18GK101597902SQ20091005323
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者曹荣夏, 曹锡杨 申请人:上海振中机械制造有限公司