专利名称：偏心力矩可调式液压振动桩锤的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械施工设备，特别是一种适于建筑物或构筑物基础施 工中设置管桩、工字桩、板桩等钢桩的沉拔桩和混凝土灌注桩的施工中使用 的偏心力矩可调式液压振动桩锤。
背景技术：
目前在建筑物或构筑物的基础施工中，特别是在设置诸如管桩、工字桩、 板桩等钢桩的沉拔桩和混凝土灌注桩的施工过程中常用的液压振动桩锤，由 于具有振动频率高、振动波衰减快、影响范围小和产生噪音也小等优点而被 广泛用于人口密集的城市建筑物的基础施工中。但在实践中发现，现有结构
形式的液压振动桩锤目前还普遍存在二大缺陷尚待改进其一是由于在启动 和停车时都要经过共振区域，产生谐振频率，除会导致产生噪声污染外，还
会使设备承受额外载荷，影响液压振动桩锤结构件的有效工作寿命；其二是
振幅均为固定式，使用时无法满足针对不同地质条件选用不同最佳振幅、以 实现最佳施工效率的要求。这两大不足之处，这在一定程度上制约了产品性 能的充分发挥、实效的提高和工作适用性，因而从实用性和经济性角度考虑 尚欠理想。
发明内容
本发明的目的是要解决现有液压振动桩锤所存在的不足之处，提供一种 振幅无级连续可调，启动和停车时可以避免产生共振现象，有利于提高工作 适用性、确保机械构件的正常工作寿命和提高工作效率的偏心力矩可调式液压振动桩锤。
本发明的偏心力矩可调式液压振动桩锤主体包含有液压驱动系统、激振 器和减振机构，特征在于激振器中包含设置有箱体和设置在箱体内部的偏心 力矩调整机构、分振机构和包含有液压马达和主动齿轮的液压驱动机构，其
中所述的偏心力矩调整机构包含有由较大端和较小端构成的调整轴，固定
设置在所述调整轴较大端上的前段矩形螺旋外花键和较小端上的后段矩形螺 旋外花键，匹配安装设置在所述的前段矩形螺旋外花键外围上、上带内装有 包含有内带大腔和小腔的液压油缸，受控于液压油缸内的大腔和小腔的活塞
杆的液压构件设置套简的前螺旋花键套和匹配设置在所述后段矩形螺旋外花 键外围上的后螺旋花键套，以及通过圆锥滚子轴承安装设置在前螺旋花键套 上的前调整齿轮和设置在后螺旋花键套上的后调整齿轮，此处，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，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；所述的分
振机构由箱体、设置在箱体前后侧面间的两根偏心轴A和B，由分别固定设置 在两根偏心轴A和B的前端一侧轴上的固定同步齿轮A和B和固定偏心体A和 B构成的前分振器，由分别固定设置在所述两根偏心轴A和B后端一侧轴上的 固定偏心体C、 D和分别活动套装设置在所述的两根偏心轴A和B后端一侧轴 上的活动同—步齿轮A和B,以及活动套装设置在所述的固定同步齿轮A和B及 活动同步齿轮A和B之间的中间段轴上、并通过销和螺栓固定安装设置在所 述的活动同步齿轮侧面上的活动偏心体构成的后分振器构成；所述的包含有 液压马达和主动齿轮的液压驱动机构设置有由前驱动马达和前主动齿轮构成 的前组液压驱动机构和由后驱动马达和后主动齿轮构成的后组液压驱动机构。
在装配状态下，所述的液压驱动机构设置在偏心轴B的侧边上，其上的 前主动齿轮与设置在偏心轴B上的固定同步齿轮B相对应啮合，后主动齿轮
与设置在偏心轴B上的活动同步齿轮B相对应啮合；所述的偏心力矩调整机 构设置在靠偏心轴A的侧边上，其上的前调整齿轮与偏心轴A上的固定同步 齿轮A相对应啮合，后调整齿轮与偏心轴A上的活动同步齿轮A相对应啮合； 液压油缸上的活塞杆通过止推轴承与调整轴的较大端的端部相连。
工作时，偏心力矩调整机构中的调整轴受液压油缸上的活塞杆牵引控制 执行轴向移位动作，并通过前后螺旋外花键及其花键套带动相应的调整齿轮 作相对或相背旋转，同时带动相应分振器上带偏心块的偏心轴转动，使两个 偏心块间产生夹角变化，驱使其惯性力变小或反之，达到变矩目的。在平时 非工作状态下，二个偏心块在重力作用下都处于垂直向下的位置上，活塞杆 处于推伸到底的位置上，此时偏心力矩为最大；启动时，由液压油缸向小腔 供油，活塞杆受驱退回、调整轴随之被拉出，此时调整轴上的前后矩形螺旋 外花键各相背旋转90度，二个偏心块也随之各转动90度，使二个偏心块处 于反向排列的同一条直线上，惯性力互相抵消，此时偏心力矩为零，从而实 现偏心力矩由"最大-0"的无级连续调控；当液压油缸改向大腔供油时，驱 使活塞杆外伸、将调整轴里推，二个偏心块返回同向向下垂直的位置上，此 时，偏心力矩为最大，实现偏心力矩由"0-最大"的无级连续调控。所以，
通过调节控制液压油缸向大腔或小腔的供油量控制便可控制活塞杆的伸缩位 置，实现偏心力矩由"0-最大"和由"最大-0"的无级连续可调控制，从 而实现液压振动桩锤的工作振幅的按需可选调节控制，满足不同地质条件下的高效施工要求。
基于上述构思的本发明偏心力矩可调式液压振动桩锤，由于将分振器设 置成双轴并联、同轴组合的两个带定向惯性的分振动器，由两台液压马达通 过两个主动齿轮分别驱动，并相应设置了与之相适配的偏心力矩调整机构， 工作时，通过调节控制油缸向大腔或小腔的供油量控制活塞杆的伸縮位置， 实现偏心力矩由"0-最大"和由"最大-o"的连续无级调节控制，从而实 现液压振动桩锤的工作振幅的可选调节控制，满足不同地质条件下的高效施 工要求，同时也有效解决了液压振动桩锤在启动和停车时都要经过共振区域 的不足之处，有利于确保液压振动桩锤结构件的有效工作寿命，提高工作效 率和提高工作适用性，因而具有明显的技术进步性、很强的实用性和广阔的 巿场应用前景。
图l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结构示意图3是本发明实施例中激振器结构示意图。
图牛
l.液压驱动系统2.激振器 3.减振机构 4.箱体
5.偏心力矩调整机构 6.分振机构7.液压马达 7-l.前驱动马达 7-2.后驱动马达8.主动齿轮8-l.前主动齿轮8-2.后主动齿轮
9. 液压驱动机构 9-1.前组液压驱动机构 9-2.后组液压驱动机构
10. 较大端 ll.较小端12.调整轴13.前段矩形螺旋外花键 14.后段矩形螺旋外花键 15.液压油缸16.活塞杆 17.套简18.前螺旋花键套 19.后螺旋花键套 20.圆锥滚子轴承
21.前调整齿轮 22.后调整齿轮 23.偏心轴A 24.偏心轴B 25.固定同步齿轮A26.固定同步齿轮B 27.固定偏心体A
28.固定偏心体B 29.前固定分振器 30.固定偏心体C
31.固定偏心体D 32.活动同步齿轮A 33.活动同步齿轮B
34.活动偏心体A 35.活动偏心体B 36.后活动分振器37.止推轴承
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。 一 在图l、图2和图3中，本发明的偏心力矩可调式液压振动桩锤主体包含 有液压驱动系统l、激振器2和减振机构3，特征在于激振器2中包含设置有 箱体4和设置在箱体4内部的偏心力矩调整机构5、分振机构6和包含有液压 马达7和主动齿轮8的液压驱动机构9，其中所述的偏心力矩调整机构5包 含有由较大端10和较小端11构成的调整轴12,固定设置在所述的调整轴12 的较大端10上的前段矩形螺旋外花键13和设置在较小端11上的后段矩形螺 旋外花键14，匹配安装设置在所述前段矩形螺旋外花键13外围上、上带内装 有包含有内带大腔和小腔的液压油缸15，受控于液压油缸15内的大腔和小腔 的活塞杆16的液压构件设置套简17的前螺旋花键套18和匹配设置在所述后 段矩形螺旋外花键14外围上的后螺旋花键套19，以及通过圆锥滚子轴承20 安装设置在前螺旋花键套18上的前调整齿轮21和设置在后螺旋花键套19上 的后调整齿轮22，此处，所述的前段矩形螺旋外花键13的旋向与所述的所述 的前段矩形螺旋外花键14的旋向相反，所述的前段矩形螺旋外花键13的内 径大于所述的后段矩形螺旋外花键14的外径；所述的分振机构6由箱体4、设置在箱体4前后侧面间的两根偏心轴A 23和B 24,由分别固定设置在两根 偏心轴A 23和B 24的前端一侧轴上的固定同步齿轮A 25和B 26和固定偏 心体A 27和B 28构成的前固定分振器29,由分别固定设置在所述两根偏心 轴A 23和B 24后端一侧轴上的固定偏心体C 30、 D 31和分别活动套装设置 在所述的两根偏心轴A 23和B 24后端一侧轴上的活动同步齿轮A 32和B 33， 以及活动套装设置在所述的固定同步齿轮A 25和B 26及活动同步齿轮A 32 和B 33间的中间段轴上、并通过销和螺栓固定安装设置在所述的活动同步齿 轮A 32和B 33侧面上的活动偏心体A 34和B 35,以及内置滚动轴承构成的 后活动分振器36构成；所述的包含有液压马达7和主动齿轮8的液压驱动机 构9设置有由前驱动马达7-1和前主动齿轮8-1构成的前组液压驱动机构9-1 和由后驱动马达7-2和后主动齿轮8-2构成的后组液压驱动机构9-2。
在装配状态下，所述的液压驱动机构9设置在偏心轴B24的侧边上，其 上的前主动齿轮8-1与设置在偏心轴B 24上的固定同步齿轮B 26相对应啮 合，后主动齿轮8-2与设置在偏心轴B 24上的活动同步齿轮B 33相对应啮 合；所述的偏心力矩调整机构5设置在靠偏心轴A 23的侧边上，其上的前调 整齿轮21与偏心轴A 23上的固定同步齿轮A 25相对应啮合，后调整齿轮22 与偏心轴A 23上的活动同步齿轮A 32相对应啮合；液压油缸15上的活塞杆 16通过止推轴承37与调整轴12的较大端10的端部相连。
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权利要求
1.一种偏心力矩可调式液压振动桩锤，包含有液压驱动系统(1)、激振器(2)和减振机构(3)，其特征在于激振器(2)中包含设置有箱体(4)和设置在箱体(4)内部的偏心力矩调整机构(5)、分振机构(6)和包含有液压马达(7)和主动齿轮(8)的液压驱动机构(9)，其中a.所述的偏心力矩调整机构(5)包含有由较大端(10)和较小端(11)构成的调整轴(12)，固定设置在所述的调整轴(12)的较大端(10)上的前段矩形螺旋外花键(13)和设置在较小端(11)上的后段矩形螺旋外花键(14)，匹配安装设置在所述前段矩形螺旋外花键(13)外围上、上带内装有包含有内带大腔和小腔的液压油缸(15)和受控于液压油缸(15)内的大腔和小腔的活塞杆(16)的液压构件设置套筒(17)的前螺旋花键套(18)和匹配设置在所述后段矩形螺旋外花键(14)外围上的后螺旋花键套(19)，以及通过圆锥滚子轴承(20)安装设置在前螺旋花键套(18)上的前调整齿轮(21)和设置在后螺旋花键套(19)上的后调整齿轮(22)；b.所述的前段矩形螺旋外花键(13)的旋向与所述的所述的前段矩形螺旋外花键(14)的旋向相反；c.所述的前段矩形螺旋外花键(13)的内径大于所述的后段矩形螺旋外花键(14)的外径；d.所述的分振机构(6)由箱体(4)、设置在箱体(4)前后侧面间的两根偏心轴A(23)和B(24)，由分别固定设置在两根偏心轴A(23)和B(24)的前端一侧轴上的固定同步齿轮A(25)和B(26)，以及固定偏心体A(27)和B(28)构成的前固定分振器(29)，由分别固定设置在所述两根偏心轴A(23)和B(24)后端一侧轴上的固定偏心体C(30)、D(31)和分别活动套装设置在所述的两根偏心轴A(23)和B(24)后端一侧轴上的活动同步齿轮A(32)和B(33)，以及活动套装设置在所述的固定同步齿轮A(25)和B(26)及活动同步齿轮A(32)和B(33)间的中间段轴上、并通过销和螺栓固定安装设置在所述的活动同步齿轮A(32)和B(33)侧面上的活动偏心体A(34)和B(35)，以及内置滚针轴承构成的后活动分振器(36)构成；e.所述的包含有液压马达(7)和主动齿轮(8)的液压驱动机构(9)设置有由前驱动马达(7-1)和前主动齿轮(8-1)构成的前组液压驱动机构(9-1)和由后驱动马达(7-2)和后主动齿轮(8-2)构成的后组液压驱动机构(9-2)。
2. 根据权利要求l所述的偏心力矩可调式液压振动桩锤，其特征在于所述 的液压驱动机构(9)设置在偏心轴B (24)的侧边上，其上的前主动 齿轮(8-1)与设置在偏心轴B (24)上的固定同步齿轮B (26)相对 应啮合，后主动齿轮(8-2)与设置在偏心轴B (24)上的活动同步齿 轮B (33)相对应啮合。
3. 根据权利要求l所述的偏心力矩可调式液压振动桩锤，其特征在于所述 的偏心力矩调整机构(5)设置在靠偏心轴A (23)的侧边上，其上的 前调整齿轮(21)与偏心轴A (23)上的固定同步齿轮A (25)相对 应啮合，后调整齿轮(22)与偏心轴A (23)上的活动同步齿轮A (32)相对应啮合。
4.根据权利要求l所述的偏心力矩可调式液压振动桩锤，其特征在于所述的液压油缸(15 )上的活塞杆(16 )通过止推轴承(37 )与调整轴(12 ) 的较大端(10)的端部相连。
全文摘要
本发明涉及一种偏心力矩可调式液压振动桩锤，激振器中包含设置有箱体、偏心力矩调整机构、分振机构和包含有液压马达和主动齿轮的液压驱动机构，分振机构设置成双轴并联、同轴组合的前后两个带定向惯性的分振动器，由两台液压马达通过两个主动齿轮分别驱动，并相应设置了与之相适配的偏心力矩调整机构，通过控制液压油缸向大腔或小腔的供油量控制活塞杆的伸缩位置，实现偏心力矩由“0-最大”和“最大-0”的连续无级调节控制，从而实现液压振动桩锤的工作振幅的可选调节控制，满足不同地质条件下的高效施工要求，解决了液压振动桩锤在启动和停车时都要经过共振区域的不足之处，有利于确保液压振动桩锤结构件的有效工作寿命，提高工作效率和工作适用性，具有很强的实用性。
文档编号E02D7/00GK101581096SQ200910053148
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月16日 优先权日2009年6月16日
发明者曹荣夏, 王振元 申请人:上海振中机械制造有限公司