齿轮同步式抱夹装置的制作方法

本发明涉及的是齿轮同步式抱夹装置，具体涉及主要适用于建筑物及其地基的改良加固，利用各类钢板桩、钢管桩及混凝土桩进行沉拔作业的液压振动打桩锤的齿轮同步式抱夹装置，属于桩工机械技术领域。

背景技术：

液压打桩锤是一种广泛用于城市建设、桥梁、港口等多种基础施工工程的沉拔桩施工机械。一般与起重机、桩架配套使用，适于各类钢板桩和各类钢管桩的沉拔作业，亦可用于混凝土灌注桩、石灰桩、砂桩等多种类型的地基作业。

打桩锤的工作原理是：打桩锤夹持桩体进行强制振动，该高频振动传给和桩接触的土层，以引起土壤物理性能的改变，从而减小摩擦力。而后控制周期往复的激振力进行沉拔桩作业。

现有技术中传统液压打桩锤的夹持装置几乎都处于装置下部，只能向下夹持拉拔沉桩，在桩体较长时,则需要大吨位的挖掘机以及对挖掘机的主臂和副臂进行改造长度，增加了施工难度。现有技术无法有效满足在桥梁、厂房等有限高的场所或者超长桩的施工。

技术实现要素：

本发明提出的是齿轮同步式抱夹装置，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，实现侧边夹桩，满足在桥梁、厂房等有限高的场所或者超长桩的施工。

本发明的技术解决方案：齿轮同步式抱夹装置，其结构包括直推油缸、抱夹连杆、同步齿块、快换夹持器和激振箱体，两对抱夹连杆中部分别与激振箱体的顶部和底部转动连接，每对抱夹连杆一端分别连接一直推油缸，同侧上下两个抱夹连杆与直推油缸连接端之间连接有同步杆，同侧上下两个抱夹连杆另一端分别连接一侧快换夹持器的上下两端，每对抱夹连杆中部靠近处分别相对设有同步齿块，激振箱体顶部的抱夹连杆、直推油缸及同步齿块构成上端同步装置，激振箱体底部的抱夹连杆、直推油缸及同步齿块构成下端同步装置。

优选的，所述的激振箱体两侧分别设置箱体左翼板和箱体右翼板两个飞翼板。

优选的，所述的所述的激振箱体底部的抱夹连杆上不设有同步齿块。

优选的，所述的抱夹连杆包括呈“t”形的上端右连杆、上端左连杆、下端左连杆和下端右连杆，上端右连杆、上端左连杆左右对称且中部分别通过一顶端连杆固定销轴与激振箱体顶部轴向固定转动连接，下端左连杆和下端右连杆左右对称且中部分别通过一下端连杆固定销轴与激振箱体底部轴向固定转动连接，顶端连杆固定销轴和下端连杆固定销轴外端装有销轴端盖，4个同步齿块分别通过螺栓连接在上端右连杆和上端左连杆相对的中部端上、以及下端左连杆和下端右连杆相对的中部端上，靠近的2个同步齿块之间相互啮合，上端右连杆和上端左连杆一端分别连接一直推油缸的油缸体和直推杆的端部，下端左连杆和下端右连杆一端分别连接另一直推油缸的直推杆和油缸体的端部，上端右连杆与直推油缸连接端和下端右连杆与直推油缸连接端之间、以及上端左连杆与直推油缸连接端和下端左连杆与直推油缸连接端之间分别连接一同步杆，上端右连杆和下端右连杆另一端、以及上端左连杆和下端左连杆另一端分别连接两侧快换夹持器。

优选的，所述的快换夹持器由钢板桩快换附件构成，包括左右对称设置的左端钢板桩快换附件和右端钢板桩快换附件，左端钢板桩快换附件和右端钢板桩快换附件都包括上端钢板桩固定齿、下端钢板桩固定齿和连接板，两侧上端钢板桩固定齿分别通过销轴连接上端右连杆和上端左连杆远离直推油缸的端部，两侧下端钢板桩固定齿分别通过销轴连接下端左连杆和下端右连杆远离直推油缸的端部，两侧上端钢板桩固定齿和下端钢板桩固定齿之间分别焊接连接一连接板，上端钢板桩固定齿和下端钢板桩固定齿相对的内侧端部分别连接活动齿。

优选的，两侧所述的上端钢板桩固定齿和下端钢板桩固定齿相对的外侧面上之间分别焊接连接一同步连接板。

或者，优选的，所述的快换夹持器由管夹快换附件构成，包括左右对称设置的左端管夹快换附件和右端管夹快换附件，左端管夹快换附件和右端管夹快换附件都包括上端管夹快换头、下端管夹快换头和管夹套筒，两侧上端管夹快换头分别通过销轴连接上端右连杆和上端左连杆远离直推油缸的端部，两侧下端管夹快换头分别通过销轴连接下端左连杆和下端右连杆远离直推油缸的端部，两侧上端管夹快换头和下端管夹快换头相对的内侧面上分别焊接连接一半月形管夹套筒。

优选的，两侧所述的上端管夹快换头和下端管夹快换头相对的外侧面上分别焊接连接一同步连接板。

本发明的优点：1)同步齿块刚性同步，对称抱夹，结构简单易于维护；

2)激振箱体侧边优选飞翼设计，增大了横向尺寸，便于维护；

3)快换夹持器设计，实现了应对不同施工目标夹具体快速更换。

附图说明

图1是本发明齿轮同步式抱夹装置安装钢板桩快换附件时的结构示意图。

图2是本发明齿轮同步式抱夹装置安装管夹快换附件时的结构示意图。

图3是图1的侧视图。

图4是图2齿轮同步式抱夹装置抱夹小型管桩时的剖视结构示意图。

图5是图2齿轮同步式抱夹装置抱夹大型管桩时的剖视结构示意图。

图6是图1齿轮同步式抱夹装置抱夹钢板桩时的剖视结构示意图。

图中的0是激振箱体、0-1是箱体左翼板、0-2是箱体右翼板、1是直推油缸、1-1是直推杆、1-2是油缸体、1-3是同步杆、2是上端右连杆、2-1是顶端连杆固定销轴、3是同步齿块、4是上端左连杆、5是左端钢板桩快换附件、5-1是上端钢板桩固定齿、5-2是下端钢板桩固定齿、5-3是连接板、6是右端钢板桩快换附件、7是下端左连杆、8是下端右连杆、8-1是下端连杆固定销轴、8-2是销轴端盖、9是左端管夹快换附件、9-1是上端管夹快换头、9-2是下端管夹快换头、9-3是管夹套筒、10是右端管夹快换附件、a是同步连接板、b是小型管桩、c是大型管桩、d是钢板桩、e是活动齿。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，齿轮同步式抱夹装置，其结构包括直推油缸1、抱夹连杆、同步齿块3、快换夹持器和激振箱体0，两对抱夹连杆中部分别与激振箱体0的顶部和底部转动连接，每对抱夹连杆一端分别连接一直推油缸1，同侧上下两个抱夹连杆与直推油缸1连接端之间连接有同步杆1-3，同侧上下两个抱夹连杆另一端分别连接一侧快换夹持器的上下两端，每对抱夹连杆中部靠近处分别相对设有同步齿块3，激振箱体0顶部的抱夹连杆、直推油缸1及同步齿块3构成上端同步装置，激振箱体底部的抱夹连杆、直推油缸1及同步齿块3构成下端同步装置。

所述的激振箱体0两侧分别设置箱体左翼板0-1和箱体右翼板0-2两个飞翼板。增大装置安装时的横向尺寸，方便维护。

或者，所述的激振箱体0底部的抱夹连杆上不设有同步齿块3。是该装置应用的一个变体。

所述的抱夹连杆包括呈“t”形的上端右连杆2、上端左连杆4、下端左连杆7和下端右连杆8，上端右连杆2、上端左连杆4左右对称且中部分别通过一顶端连杆固定销轴2-1与激振箱体0顶部轴向固定转动连接，下端左连杆7和下端右连杆8左右对称且中部分别通过一下端连杆固定销轴8-1与激振箱体0底部轴向固定转动连接，顶端连杆固定销轴2-1和下端连杆固定销轴8-1外端装有销轴端盖8-2，4个同步齿块3分别通过螺栓连接在上端右连杆2和上端左连杆4相对的中部端上、以及下端左连杆7和下端右连杆8相对的中部端上，靠近的2个同步齿块3之间相互啮合，上端右连杆2和上端左连杆4一端分别连接一直推油缸1的油缸体1-2和直推杆1-1的端部，下端左连杆7和下端右连杆8一端分别连接另一直推油缸1的直推杆1-1和油缸体1-2的端部，上端右连杆2与直推油缸1连接端和下端右连杆8与直推油缸1连接端之间、以及上端左连杆4与直推油缸1连接端和下端左连杆7与直推油缸1连接端之间分别连接一同步杆1-3，上端右连杆2和下端右连杆8另一端、以及上端左连杆4和下端左连杆7另一端分别连接两侧快换夹持器。

结合同步杆1-3连接上下布置的直推油缸1和抱夹连杆，实现左右抱夹连杆同步运动、对称开合，夹持目标桩体。抱夹连杆分为上端同步装置和下端同步装置，依靠连杆固定销轴安装在激振箱体0上。

如图1、4、5所示，所述的快换夹持器由钢板桩快换附件构成，包括左右对称设置的左端钢板桩快换附件5和右端钢板桩快换附件6，左端钢板桩快换附件5和右端钢板桩快换附件6都包括上端钢板桩固定齿5-1、下端钢板桩固定齿5-2和连接板5-3，两侧上端钢板桩固定齿5-1分别通过销轴连接上端右连杆2和上端左连杆4远离直推油缸1的端部，两侧下端钢板桩固定齿5-2分别通过销轴连接下端左连杆7和下端右连杆8远离直推油缸1的端部，两侧上端钢板桩固定齿5-1和下端钢板桩固定齿5-2之间分别焊接连接一连接板5-3，上端钢板桩固定齿5-1和下端钢板桩固定齿5-2相对的内侧端部分别连接活动齿e。以上结构既满足抱夹钢板桩要求，也实现抱夹连杆的刚性同步。

两侧所述的上端钢板桩固定齿5-1和下端钢板桩固定齿5-2相对的外侧面上之间分别焊接连接一同步连接板a。

或者，如图2、3、6所示，所述的快换夹持器由管夹快换附件构成，包括左右对称设置的左端管夹快换附件9和右端管夹快换附件10，左端管夹快换附件9和右端管夹快换附件10都包括上端管夹快换头9-1、下端管夹快换头9-2和管夹套筒9-3，两侧上端管夹快换头9-1分别通过销轴连接上端右连杆2和上端左连杆4远离直推油缸1的端部，两侧下端管夹快换头9-2分别通过销轴连接下端左连杆7和下端右连杆8远离直推油缸1的端部，两侧上端管夹快换头9-1和下端管夹快换头9-2相对的内侧面上分别焊接连接一半月形管夹套筒9-3。

两侧所述的上端管夹快换头9-1和下端管夹快换头9-2相对的外侧面上分别焊接连接一同步连接板a。

作为一种实施例，所述的上端钢板桩固定齿5-1和下端钢板桩固定齿5-2结构一致，上端管夹快换头9-1和下端管夹快换头9-2结构一致，都包括上下两块异形板。

所述的异形板一侧设有开孔，优选为3个，抱夹连杆上也配合开孔，上下两块异形板卡接在抱夹连杆端部并通过销轴插入孔内实现异形板与抱夹连杆的连接，即实现快换夹持器与抱夹连杆的连接。

所述的上端钢板桩固定齿5-1和下端钢板桩固定齿5-2具体是通过异形板相对的内侧端部连接活动齿e。

所述的上端管夹快换头9-1和下端管夹快换头9-2具体是通过将异形板相对的内侧设计成与管桩外形配合的弧度，用以焊接连接半月形管夹套筒9-3。

通过销轴可实现快速更换快换夹持器。

根据以上结构，工作时，直推油缸1伸缩使上端右连杆2、上端左连杆4分别绕顶端连杆固定销轴2-1旋转，上端右连杆2、上端左连杆4的前部张开，下端左连杆7和下端右连杆8也同理工作，用于抱夹管桩或钢板桩。由于激振箱体0通过顶端连杆固定销轴2-1连接两侧抱夹连杆，可约束其同步开合。

左端管夹快换附件9和右端管夹快换附件10作为快换管夹、或者左端钢板桩快换附件5和右端钢板桩快换附件6作为快换钢板桩夹持器，分别安装在同步杆1-3、上端左连杆4和下端左连杆7组成的左侧连杆以及同步杆1-3、上端右连杆2和下端右连杆8组成的右侧连杆上。上端同步装置依靠安装在抱夹连杆上的同步齿块3实现左右连杆刚性同步，而下端同步装置利用快换夹持器和同步杆1-3实现上端同步装置与下端同步装置之间的刚性同步，同步动作抱夹装置开合动作唯一，防止杆类零件不必要的异动。

图4显示了本装置夹紧小型管桩b的情形，此时直推杆1-1处于油缸体1-2的前端。图5显示了当直推油缸1收缩到最底部时，可增大抱夹尺寸用以抱夹大型管桩c。图6显示了更换为钢板桩快换附件夹持钢板桩d的情形。

以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。