吊装起动双作用锤架及其筒式柴油打桩锤的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种吊装起动双作用锤架，它包括内起落架，所述内起落架滑动支承于内滑轨上，该内滑轨设置于锤架体上，在锤架体上还设置有外滑轨，该外滑轨上滑动支承有外起落架，设置于锤架体上的内滑轨和外滑轨相互平行；在内起落架下方设置有用于撑动活塞起吊钩的上撑杆，在外起落架的侧面设置有用于撑动提升起吊钩的下撑杆；所述上撑杆和下撑杆均铰连于连接杠杆上，连接杠杆铰支于锤架体上。本发明还公开了一种公开了一种具有该吊装起动双作用锤架的筒式柴油打桩锤。本发明结构简单、操作安全可靠，并兼具提升吊装和起动功能的吊装起动双作用锤架，特别适用于海上桩基工程的施工中。
【专利说明】吊装起动双作用锤架及其筒式柴油打粧锤
[0001]
【技术领域】
本发明涉及用于海上桩基工程施工的筒式柴油打桩锤，尤其涉及提升吊装和起动筒式柴油打桩锤的锤架，以及具有该锤架的筒式柴油打桩锤。
【背景技术】
[0002]桩基施工是海洋工程中非常重要的一个环节，例如海上石油钻井平台、风力发电设施、深水港码头、跨海大桥和越江铁路等大型项目均始于桩基工程的施工建设。海上桩基施工中不仅所采用的桩基直径和深度以及承载能力都远远超过陆上桩基础，施工设备的能级和吨位往往较大，而且海上桩基施工环境恶劣，海床地质构造复杂，施工过程会受到海浪、海流和潮汐等水平推力和弯矩的影响。因此海上施工设备较陆用桩基施工设备具有不同的施工工艺和结构要求。
[0003]由于筒式柴油打桩锤具有打击能量大，工作效率高，可靠性强，并且能实现斜桩施工等诸多优点而被广泛应用于海上桩基施工中。但由于海上作业条件苛刻，地基坚硬松软不一，桩锤重量巨大，且桩锤在水面上的工作位置较植桩海床之间又相距一水深高度，故海上筒式柴油打桩锤的吊装和起动显著不同于陆上筒式打桩锤。目前海上筒式柴油打桩锤均配备有两套卷扬设施:一套提升卷扬机主要用于提升吊装筒式打桩锤，使筒式打桩锤可靠地置于桩的顶部，由于海床地质条件复杂，而桩锤仅能工作于水面之上，为了控制好桩锤的沉桩深度，以防桩锤坠入水中而形成“溜桩”事故，该提升卷扬机的钢丝绳总是始终扣系于筒式打桩锤上，以跟踪和控制桩锤的工作位置；另一套卷扬机则主要用于筒式打桩锤的起动。由于两套卷扬机各司其职，在实际作业中要特别注意提升吊装与起动停车动作的相互协调，给两套卷扬机的操作带来极大的不便；同时卷扬机数量增加，还大大增加了滑轮间钢丝绳相互碰撞、干扰、甚至缠绕的机率，轻则影响筒式打桩锤的正常运行，重则酿成安全事故。这种具有两套卷扬机的海上筒式打桩锤的结构也十分复杂，购置成本和运行使用成本均大。因此业界一直在努力寻找一种能实现提升吊装和起动兼用的筒式柴油打桩锤。
【发明内容】
[0004]针对现有技术所存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作可靠，并兼具提升吊装和起动功能的吊装起动双作用锤架，本发明还要提供一种具有该吊装起动双作用锤架的筒式柴油打桩锤。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的吊装起动双作用锤架，包括内起落架，所述内起落架滑动支承于内滑轨上，该内滑轨设置于锤架体上，在锤架体上还设置有外滑轨，该外滑轨上滑动支承有外起落架，设置于锤架体上的内滑轨和外滑轨相互平行；在内起落架下方设置有用于撑动活塞起吊钩的上撑杆，在外起落架的侧面设置有用于撑动提升起吊钩的下撑杆，所述活塞起吊钩设置于内起落架上，所述提升起吊钩设置于外起落架上；所述上撑杆和下撑杆均铰连于连接杠杆上，连接杠杆铰支于锤架体上。
[0006]采用本发明后，由于在锤架体的内、外滑轨上分别滑动支承有内起落架和外起落架，这样靠近筒式柴油打桩锤汽缸体的内起落架在沿内滑轨上下运动过程中能够实现对桩锤的提升起吊，从而完成完成锤体的提升和桩锤的起动；而与卷扬机以钢索相连的外起落架，除给内起落架提供升降动力外，还可以钩起锤架体实现柴油打桩锤的提升吊装，而且该结构中钢索能始终连接卷绕于外起落架的滑轮上，能有效控制桩锤的沉桩深度，克服了由于海床地质环境不一及海上受力状况变化所引起的“溜桩”现象发生，避免桩锤坠入海水中。又由于在相对应的内起落架和外起落架之间采用了包括上、下撑杆的联动机构，使得外起落架既能提升内起落架实现桩锤起动，又能通过锤架体实现对整个筒式柴油打桩锤的提升吊装。因此本发明的结构，只要有一套提升卷扬系统即可实现桩锤的起动和提升吊装的双作用，不仅大大简化了卷扬提升结构，节约了施工成本，而且能有序地完成对筒式柴油打桩锤的提升和起动，避免了两卷扬机运转和操作中的相互干扰，具有操作可靠、安全方便的优势。本发明通过在筒式柴油打桩锤上附设锤架体，使单套卷扬提升系统兼具打桩锤的起动和吊装双重功能，成功地解决海上打桩结构复杂、操作不可靠这一困绕业界的技术问题。
[0007]本发明的优选实施方式，所述锤架体包括有四根立柱，立柱的上部通过上支撑梁固定连接于筒式柴油打桩锤的上汽缸体上，立柱的下端通过下支撑垫块固定连接于筒式柴油打桩锤的下汽缸体上；每根立柱上均设置有内滑轨和外滑轨，在两根相邻立柱的内滑轨上滑动支承有内起落架，该两根立柱的外滑轨上滑动支承有外起落架；在另两根相邻立柱的内滑轨上滑动支承有另一内起落架，该两根立柱的外滑轨上滑动支承有另一外起落架。两个外起落架对称地滑动支承于锤架体上，该两个外起落架上能钩提内起落架的提升起吊钩相对设置；两个内起落架也对称地滑动支承于锤架体上，两个相对布置的内起落架的活塞起吊钩能从两侧相对地钩提筒式柴油打桩锤上的活塞。在该结构中筒式打桩锤的两侧对称地设置有内起落架和外起落架，形成了双起落架结构，十分适用于海上大吨位，复杂施工环境的需要，使缸锤的提升力与其重力始终处于同一直线上，杜绝了活塞与缸壁间的啃蚀和拉伤，保活塞和缸壁间的密封性能，起落架和缸锤受力更加合理，提升阻力变小，有效地保持和稳定了桩锤打击效率。
[0008]进一步优选方案是，所述立柱的中部位置通过中支撑垫块固定连接于筒式柴油打桩锤下汽缸的上端；滑动支承同一外起落架的两根立柱上端固定连接有上横梁，该两根立柱的下端固定连接有下横梁，在上横梁下方的立柱柱体上固定安装有外起落架碰块。该结构形成的锤架体不仅结构稳定，而且与打桩锤连接可靠。
[0009]进一步优选方案是，所述上撑杆和/或下撑杆与锤架体之间安装有复位弹簧。该结构简单可靠，有利于实现下一轮打桩锤提升和起动。
[0010]本发明还提供了一种筒式柴油打桩锤，该筒式柴油打桩锤采用了如上所述的吊装起动双作用锤架。由此，本发明的筒式柴油打桩锤在进行海上作业时，能以单套卷扬提升系统，实现打桩锤的起动和吊装，不仅提升平稳灵活、打击效率、而且结构简单、操作方便、运行可靠，较好地适应了海上复杂环境和桩锤大吨位的施工需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0012]图1是本发明一种【具体实施方式】的立体结构示意图； 图2是图1所示结构纵向剖面结构示意图；
图3是图1所示结构内、外起落架联动结构示意图；
图4是图1所示结构中内起落架工作状态的结构示意图；
图5是图1所示结构中内起落架非工作状态的结构示意图。
[0013]图中，I一筒式柴油打桩锤、2—外起落架、21—提升起吊钩、22—提升连杆、23—提升挡块、24—提升摆杆、25—提升伸出臂、26—提升导向板、3—外起落架、31—活塞起吊钩、32—起动连杆、33—起动挡块、34—起动摆杆、35—起动伸出臂、36—起动导向板、4一锤架体、5—上横梁、6—内滑轨、7—外滑轨、8—上支撑梁、9 一外起落架碰块、10—中支撑垫块、11一下支撑垫块、12—上撑杆、13—连接杠杆、14一提升滑轮、15—下撑杆、16—下横梁、17—内起落架碰块、18一复位弹簧、19一立柱。
【具体实施方式】
[0014]如图1、图2所示,锤架体4包括有四根相互竖直平行的立柱19,该四根立柱19分别位于筒式柴油打桩锤I的四周，且平行于筒式柴油打桩锤I的中心线。四根立柱19的上部位置通过上支撑梁8固定连接于筒式柴油打桩锤I的上汽缸体上，立柱19的下端则通过下支撑垫块11固定连接于筒式柴油打桩锤I的下汽缸体上，在立柱19的中部还通过中支撑垫块10与筒式柴油打桩锤I的下汽缸上端相互固定连接，该结构能有效地提高锤架体4的刚度和立柱19的稳定性。在立柱19的外侧设置有贯穿立柱的外滑轨7，在立柱19的内侧设有内滑轨6，内滑轨6从立柱19的上顶部延伸至立柱19的中部，每根立柱19上的内滑轨6和外滑轨7相平行。在两根相邻且设置有相对滑轨的立柱19的两条内滑轨6上滑动支承有内起落架3,该两根立柱19的两条外滑轨7上滑动支承有外起落架2 ;而且该两根立柱19的顶端之间固定连接有上横梁5，其下端之间则连接有下横梁16 ;在上横梁5下方的立柱19柱体上固定安装有外起落架碰块9。与之相应,锤体架4的另两根立柱19的两内滑轨6上滑动支承有另一内起落架3，该两根立柱19的两外滑轨7上也滑动支承有另一外起落架2，同样该两根立柱的上下两端也分别固定连接有上横梁5和下横梁16。这样在锤体架4上对称地设置有两个内起落架3和外起落架2，这种结构不管在对打桩锤整体吊装或者提升、起动上活塞时均具有受力均匀合理的优势。当然当桩锤吨位较小时也可仅在筒式打桩锤的一侧设置单个内起落架3和单个外起落架2。
[0015]在同侧的内起落架3和外起落架2之间设置有内起落架3和外起落架2的联动机构，该联动机构由上撑杆12、连接杠杆13和下撑杆15组成。上撑杆12和下撑杆15均滑动支承于锤架体4的立柱19上，连接杠杆13则铰支于立柱19上，在上撑杆12和下撑杆15与锤体架4之间均安装有复位弹簧18，该复位弹簧18套于上撑杆12和下撑杆15上，其一端固定于锤体架4上，另一端则固定于撑杆上。复位弹簧18还可仅装于上撑杆12或下撑杆15上，或者装于连接杠杆13上。上撑杆12上端位于内起落架3的下方以撑动活塞吊钩31,下撑杆15下端位于外起落架2侧面，该下撑杆14底端呈弯钩状，其钩端位于外起落架2的下方，以用于撑动提升起动钩21。上撑杆12的下端铰连于连接杠杆13的一端，下撑杆15的上端则铰连于连接杠杆13的另一端。
[0016]如图3所示，内起落架3的架体上铰支有活塞起吊钩31，在该架体上还铰支有相互固接的起动摆杆34和起动伸出臂35，起动摆杆34和起动伸出臂35从铰支点呈一定夹角地向外伸出。起动连杆32 —端铰连于起动摆杆34的外伸端，起动连杆32另一端则铰连于活塞起吊钩31的中部；起动伸出臂35的臂端前下方则与上撑杆12上端相接触。在内起落架3的架体上还固定设置有起动挡块33。外起落架2的架体上铰支有提升起吊钩21，在该架体上还铰支有相互固接的提升摆杆24和提升伸出臂25，提升摆杆24和提升伸出臂25从其铰支点呈夹角地向外伸出，提升连杆22 —端铰连于得升摆杆24的外伸端，提升连杆22另一端则铰连于提升起吊钩21的中部；位于其侧面的下撑杆15下端弯钩部与提升伸出臂25伸出臂端相接触，在该架体上设有提升挡块23。外起落架2和内起落架3采用相同的结构形式和动作原理；其不同点在于外起落架2架体上部设置有提升滑轮14，该提升滑轮14用于卷绕来自提升卷扬机的钢索。
[0017]图4、图5以内起落架3为例说明起落架的工作过程。图4中当上撑杆12向上滑动而撑动起动伸出臂35的臂端时，与起动伸出臂35相互固接的起动摆杆34通过起动连杆32推动活塞起吊钩31绕其铰支点向上摆动，使活塞起吊钩31穿过筒式柴油打桩锤I的上汽缸体而伸至上活塞的颈部，以便钩提上活塞。当上撑杆12向上撑动并使活塞起吊钩31摆动至钩提工作位置时，起动摆杆34和起动连杆32的铰连点位于起动摆杆34和活塞起吊钩31铰支点连线的外侧、起动挡块33的内侧，该结构使得起吊钩能够稳定地承重。如图5所示上撑杆12向下滑动时，起动伸出臂35失去上撑杆12的支撑，活塞起吊钩31、起动摆杆34和起动伸出臂35则可在筒式柴油打桩锤I上的内起落架碰块17的作用下向下摆动，活塞起吊钩31摆回初始位置而处于非工作状况，此时活塞起吊钩31不能实现钩提。
[0018]工作时，卷扬机通过钢索拉动锤体架4两侧的外起落架2，外起落架2沿外滑轨7滑至锤体架4的上端部，由于横梁5的阻挡外起落架2提升吊起锤体架4及其筒式柴油打桩锤1，又由于在上横梁5的下方设有外起落架碰块9，外起落架2上的提升起吊钩21处于下垂的非工作状态。外起落架的钩提结构并不限于此结构，还可以采用其它常见的多种钩提方式。当外起落架2将锤架体4及其打桩锤吊装就位后，外起落架2沿外滑轨7向下滑行至下横梁16处时，其提升伸出臂25触动下撑杆15下端的弯钩部，从而向下拉动下撑杆15沿竖直方向向下滑动，下撑杆15经过连接杠杆13的作用又使得上撑杆12向上滑动。此时下撑杆15迫使提升伸出臂25和提升起吊钩21向上摆动，使得提升起吊钩21伸出而处于钩提状态，上撑杆12也迫使起吊伸出臂25和活塞起吊钩31向上摆动，使活塞起吊钩31也处于钩提状态。钢索拉动外起落架2继续上行，伸出的提升起吊钩21与内起落架3相碰而钩提内起落架3 —并上行，当内起落架3的活塞起吊钩31穿过打桩锤上汽缸臂上的通槽并钩提上活塞颈部时，钢索通过外起落架2、内起落架3及其活塞起吊钩31向上钩提上活塞，当内起落架3行至打桩锤上的内起落架碰块17时，活塞起吊钩31被迫向下摆至下垂的非工作位置，活塞起吊钩31脱离上活塞，上活塞在重力作用下沿汽缸壁落下而起动打桩锤。钢索继续拉动外起落架2和内起落架3，当外起落架2行至锤架体4上的外起落碰块9时，提升起吊钩21也被迫向下摆至非工作位置，外起落架2和内起落架3分离而沿内滑轨6下滑至初始位置，外起落架2则沿外滑轨7下滑至除锤架体4上的最低位置的任何部位。由于卷扬机钢索始终卷绕于提升滑轮14上，钢索始终有控制地连于锤体架4上，从而有效防止打桩锤“溜桩”现象的发生。当卷扬机通过钢索使外起落架2滑至锤体架4上的最低位置时，又可进行下一轮的吊装、起动操作。
[0019]上述仅举出了本发明一些优选的实施方式，显然本发明并不局限于此，本领域的技术人员在不违背本发明基本原理的情况下，还可以作出很多的改进和变形，这些改进和变形均应视为落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种吊装起动双作用锤架，包括内起落架(3)，其特征在于:所述内起落架(3)滑动支承于内滑轨(6)上，该内滑轨(6)设置于锤架体(4)上，在锤架体(4)上还设置有外滑轨(7)，该外滑轨(7)上滑动支承有外起落架(2)，设置于锤架体(4)上的内滑轨(6)和外滑轨(7)相互平行；在内起落架(3)下方设置有用于撑动活塞起吊钩(31)的上撑杆(12)，在外起落架(2)的侧面设置有用于撑动提升起吊钩(21)的下撑杆(15)，所述活塞起吊钩(31)设置于内起落架(3)上，所述提升起吊钩(21)设置于外起落架(2)上；所述上撑杆(12)和下撑杆(15)均铰连于连接杠杆(13)上，连接杠杆(13)铰支于锤架体(4)上。
2.根据权利要求1所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:所述锤架体(4)包括有四根立柱(19)，立柱(19)的上部通过上支撑梁(8)固定连接于筒式柴油打桩锤(I)的上汽缸体上，立柱(19)的下端通过下支撑垫块(11)固定连接于筒式柴油打桩锤(I)的下汽缸体上；每根立柱(19)上均设置有内滑轨(6)和外滑轨(7)，在两根相邻立柱(19)的内滑轨(6)上滑动支承有内起落架(3)，该两根立柱(19)的外滑轨(7)上滑动支承有外起落架(2);在另两根相邻立柱(19)的内滑轨(6)上滑动支承有另一内起落架(3),该两根立柱(19)的外滑轨(7)上滑动支承有另一外起落架(2)。
3.根据权利要求2所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:所述立柱(19)的中部位置通过中支撑垫块(10)固定连接于筒式柴油打桩锤(I)下汽缸的上端；滑动支承同一外起落架(2)的两根立柱(19)上端固定连接有上横梁(5)，该两根立柱(19)的下端固定连接有下横梁(16 )，在上横梁(5 )下方的立柱(19 )柱体上固定安装有外起落架碰块(9 )。
4.根据权利要求2或3所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:两个外起落架(2)对称地滑动支承于锤架体(4)上，该两个外起落架(2)上能钩提内起落架(3)的提升起吊钩(21)相对设置；两个内起落架(3)也对称地滑动支承于锤架体(4)上，两个相对布置的内起落架(3)的活塞起吊钩(31)能从两侧相对地钩提筒式柴油打桩锤(I)上的活塞。
5.根据权利要求1所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:所述内起落架(3)的架体上铰支有活塞起吊钩(31),该架体上还铰支有相互固接的起动摆杆(34)和起动伸出臂(35),在起动摆杆(34)和活塞起吊钩(31)之间铰连有起动连杆(32)，所述上撑杆(12)的上端位于起动伸出臂(35)的臂端下方；该上撑杆(12)滑动支承于锤架体(4)上，在内起落架(3)的架体上还固定设置有起动挡块(33)。
6.根据权利要求1或5所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:所述内起落架(3)的架体两侧均设有外伸的起动导向板(36)，该架体一侧的起动导向板(36)滑动支承于一立柱(19)的内滑轨(6)上，该架体另一侧的起动导向板(36)则滑动支承于另一立柱(19)的内滑轨(6)上。
7.根据权利要求1所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:所述外起落架(2)的架体上铰支有提升起吊钩(21)，该架体上还铰支有相互固接的提升摆杆(24)和提升伸出臂(25)，提升摆杆(24)和提升伸出臂(25)之间铰连有提升连杆(22);所述下撑杆(15)的下端位于提升伸出臂(25)臂端下方，该下撑杆(15)滑动支承于锤架体(4)上，在外起落架(2)的架体上还固定设置有提升挡块(23 )。
8.根据权利要求1或7所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:所述外起落架(2)的架体两侧均设有外伸的提升导向板(26)，该架体一侧的提升导向板(26)滑动支承于一立柱(19)的外滑轨(7)上，该架体另一侧的提升导向板(26)滑动支承于另一立柱(19)的外滑轨(7)上；在外起落架(2)上还设置有提升滑轮(14)。
9.根据权利要求1所述的吊装起动双作用锤架，其特征在于:所述上撑杆(12)和/或下撑杆(15)与锤架体(4)之间安装有复位弹簧(18)。
10.一种筒式柴油打桩锤，其特征在于:该打桩锤包括根据权利要求1一9中任一项所述的吊装起动双作用锤架。
【文档编号】E02D7/14GK104179181SQ201410388581
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月9日 优先权日:2014年8月9日
【发明者】许清, 许向华, 孟春明, 王小娟 申请人:江苏巨威机械有限公司