电动变频调幅振动头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电动变频调幅振动头。采用的技术方案是：电动变频调幅振动头，机架与振动箱连接，机架的上端安装加压滑轮组和提升滑轮组，对称安装的减震弹簧组一端与机架连接，另一端与振动箱连接，振动箱的两端分别对称安装一台耐震交流变频电动机，每台耐震交流变频电动机通过皮带轮组带动主轴转动，主轴穿过振动箱后与反向同步齿轮组连接，每个主轴上分别装有两组偏心块组。本实用新型是通过耐震交流变频电动机输入频率的变化来调整激振力的大小，同时也调整了偏心块组的偏心力距的大小，从而实现调幅，用于复杂地层的振动沉管桩基础施工中，施工效率更高，桩质量更可靠，成本更低的振动锤。
【专利说明】电动变频调幅振动头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于建筑桩基础施工中的电动变频调幅振动头。
【背景技术】
[0002]振动头在建筑桩基础施工中被广泛使用，利用振动头装置能控制桩的质量，提高桩的施工效率，节约成本。现有的施工设备匹配的振动头分为两类。一类是液压振动头，能够变频调幅，它需要复杂的液压系统，贵重的液压元件，设备投入大，使用过程中耗能高，要定期更换液压油。另一类是电动振动头，它包括电动变频振动头和电动液压调幅振动头，它们使用中都有一定的局限性。电动变频振动头，是通过改变电动机的频率来改变振动头的激振力。振动头在起振和停止过程中都要经过为之配套振动装置的固有频率值，此时振动头与配套振动装置发生严重共振现象，会影响桩架装置上的配电系统稳定性和使用寿命，严重会造成事故。电动液压调幅振动头是通过液压驱动调整振动头偏心块的偏心力距，解决了振动头与匹配振动装置的共振问题，但操作结构复杂，成本高，故障率高，正常运转时，激振力恒定的，使用范围比较窄。
【发明内容】
[0003]为了解决以上问题，本实用新型提供一种电动变频调幅振动头，采用耐震交流变频电动机，利用离心力调整偏心力距，弹簧自动复位的偏心块结构，通过调整耐震交流变频电动机的频率来控制激振力和振幅，用以实现不同岩层的振动沉桩。
[0004]本实用新型采用的技术方案是:电动变频调幅振动头，机架与振动箱连接，机架的上端安装加压滑轮组和提升滑轮组，对称安装的减震弹簧组一端与机架连接，另一端与振动箱连接，振动箱的两端分别对称安装一台耐震交流变频电动机，每台耐震交流变频电动机通过皮带轮组带动主轴转动，主轴穿过振动箱后与反向同步齿轮组连接，每个主轴上分别装有两组偏心块组。
[0005]上述的电动变频调幅振动头，所述的偏心块组的结构是:上体与下体通过螺栓连接后，由上体的内孔和下体的内孔形成轴孔，主轴两侧平面与轴孔两侧平面滑动接触限位，轴孔内设有弹簧，弹簧一端与上体连接，另一端与主轴连接。
[0006]上述的电动变频调幅振动头，主轴与偏心块组之间的偏心距为e，当主轴与偏心块组下体的内孔紧密接触时，偏心距0.004m≤el≤0.015m ;当主轴与偏心块组上体的内孔紧密接触时，偏心距0.15m≤ e2 ≤0.25m。
[0007]本实用新型的有益效果是:不同的岩土层所需的激振力和振幅值是不同的。本实用新型采用了偏心块组的结构，偏心块组是由上体，下体，弹簧和紧固螺栓组成。偏心块组如图3所示，静止状况时，在弹簧力的作用下将偏心块组的质心向上移动，使偏心块组的偏心力距％很小。当电动机频率f达到一定值时，由于偏心块组离心力的作用开始压缩弹簧，直到f达到最大值f2时，弹簧完全被压缩，偏心块组如图4所示，到f2的过程就是变频调幅过程。因此，本实用新型可通过耐震交流变频电动机输入频率的变化来调整了偏心块组的偏心力距的大小，从而也调整了激振力的大小，从而实现调幅。本实用新型可根据现场土层的情况，随时调整激振力，使用范围广。本实用新型通过在夯扩桩机上施工实践，针对复杂地层的桩基础施工，显示出巨大的优势，达到桩质量更好，承载力更高，施工效率更高，成本更低。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的结构示意图。
[0009]图2是图1的A-A剖视图。
[0010]图3是偏心块组的结构示意图(初始状态)。
[0011]图4是偏心块组的结构示意图(工作状态，)。
【具体实施方式】
[0012]如图1和图2所示，电动变频调幅振动头，机架(1)与振动箱(2)连接，机架(1)的上端安装加压滑轮组(3)和提升滑轮组(4)，对称安装的减震弹簧组(5)—端与机架(1)连接，另一端与振动箱(2)连接，振动箱(2)的两端分别对称安装一台耐震交流变频电动机(6 )，每台耐震交流变频电动机(6 )通过皮带轮组(7 )带动主轴(8 )转动，主轴(8 )穿过振动箱(2)后与反向同步齿轮组(9)连接，每个主轴(8)上分别装有两组偏心块组(10)。
[0013]如图3所示，偏心块组(10 )的结构是:上体(11)与下体(12 )通过螺栓(13 )连接后，由上体(11)的内孔和下体(12)的内孔形成轴孔(14)，主轴(8)两侧平面与轴孔(14)两侧平面滑动接触限位，轴孔(14)内设有弹簧(15)，弹簧(15)—端与上体(11)连接，另一端与主轴(8)连接。
[0014]上述的电动变频调幅振动头，主轴(8)与偏心块组(10)之间的偏心距为e (偏心距指偏心块组的质心到主轴中心的距离)，当主轴(8)与偏心块组(10)下体(12)的内孔紧密接触时，偏心距0.004m ^ el ^ 0.015m ;当主轴(8 )与偏心块组(10 )上体(11)的内孔紧密接触时，偏心距0.15m ^ e2 ^ 0.25m。
[0015]本实用新型的工作原理是:本实用新型是通过耐震交流变频电动机来调整激振力的变化,通过离心力调整偏心块组的偏心矩实现变幅。耐震交流变频电动机通过皮带轮组带动振动箱主轴旋转，两主轴通过反向同步齿轮组实现同步反向旋转，两主轴上分别装有两组相同的偏心块组。当电动机未启动时，偏心块组如图3所示，偏心块组在弹簧的作用下，确保偏心块组下体的内孔可靠地与主轴紧密接触，此时偏心块组的偏心矩为^ (偏心距指偏心块组的质心到主轴中心的距离)。启动电动机，由于离心力(F=mco2e)的作用，当电机频率达到一定值时，弹簧开始被压缩，随着频率的增加，弹簧压缩量越来越大，直到完全被压缩(如图4)。此时偏心块组上体的内孔面完全与主轴接触，偏心距达到最大值e2。偏心块组的离心力及其偏心距随着电动机的频率变化过程中就实现了变频调幅功能。当停止电动机时，随着电动机转速的降低，偏心块组在弹簧力的作用下又回到了如图3所示的状况。
[0016]将偏心块组的上体与下体通过螺栓连接后，主轴两侧平面与偏心块组中心的两侧平面滑动接触限位，偏心块组在工作时可以沿着Y方向运动。静止状况时，在弹簧力的作用下将偏心块组的质心向上移动，使偏心块组的偏心距ei很小。当电动机频率f达到一定值f工时，由于偏心块组离心力的作用开始压缩弹簧，直到f达到最大值f2时，弹簧完全被压缩，偏心块组如图4所示，到f2的过程就是变频调幅过程。fl值等于振动系统固有频率的2-2.5倍，用来减轻共振现象。
[0017]根据电力学公式可知:
[0018]交流变频电动机的输出转速
【权利要求】
1.电动变频调幅振动头，其特征在于:机架(1)与振动箱(2)连接，机架(1)的上端安装加压滑轮组(3)和提升滑轮组(4)，对称安装的减震弹簧组(5)—端与机架(1)连接，另一端与振动箱(2)连接，振动箱(2)的两端分别对称安装一台耐震交流变频电动机(6)，每台耐震交流变频电动机(6 )通过皮带轮组(7 )带动主轴(8 )转动，主轴(8 )穿过振动箱(2 )后与反向同步齿轮组(9)连接，每个主轴(8)上分别装有两组偏心块组(10)。
2.如权利要求1所述的电动变频调幅振动头，其特征在于:所述的偏心块组(10)的结构是:上体(11)与下体(12)通过螺栓(13)连接后，由上体(11)的内孔和下体(12)的内孔形成轴孔(14)，主轴(8)两侧平面与轴孔(14)两侧平面滑动接触限位，轴孔(14)内设有弹簧(15)，弹簧(15) —端与上体(11)连接，另一端与主轴(8)连接。
3.如权利要求1或2所述的电动变频调幅振动头，其特征在于:主轴(8)与偏心块组(10)之间的偏心距为e，当主轴(8)与偏心块组(10)下体(12)的内孔紧密接触时，偏心距.0.004m ≤el ≤ 0.015m ;当主轴(8)与偏心块组(10)上体(11)的内孔紧密接触时，偏心距.0.15m ≤ e2 ≤0.25m。
【文档编号】B06B1/02GK203594026SQ201320773877
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】张桂芳, 薛淑华, 郭海艳, 杜啸, 刘守进, 王国岐, 杨鑫, 郑宏俊, 汪美娜, 卜艳娇, 孙君 申请人:刘守进