专利名称：液压动力沉桩机的传力与准确插入装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于基础沉桩的液压动力沉桩机，特别 是液压动力沉桩机的传力与准确插入装置。
背景技术：
目前用于预制桩的桩工机械有2大类，即柴油锤击桩机
和液压静力沉桩机。柴油锤击桩机诞生于1936年，在我国
和世界各国都得到了广泛应用，但因其噪音大，柴油烟气污
染严重，送桩深度限于2米以内，造成施工现场地表隆起，
致使其在市区施工受到很大限制。
因此，国外着手研发液压锤击桩机，并成功地加以推广， 但造价太贵，维修技术要求高，在我国推广尚有一定的困难。 且从技术上看，液压锤的噪音是降下来了，但噪音源还在高 耸的桩顶之上，锤击动力还是作用在桩顶之上，仍为顶击式， 桩型的适应面仍然受到限制。
同时，我国着手研发液压静力沉桩机，三十多年来取得
了很大的发展，但它存在一些无法解决的问题，主要有沉
桩力多大，就要消耗多大吨位的钢铁长短船的底面积和工
作地点的地耐力的矛盾难于解决，经常出现陷机，要爬起来
是很费力费时的；同时对旁边已入土的桩不是被挤斜就使接
桩焊缝被挤断，补桩是常有的事；施工工地电源变压器容量
都不大，别的大一点的施工设备一启动就会造成电压波动而
降低，夹桩油压也随之下降， 使夹桩箱抱不住桩身就产生总
机滑落，产生顿机，如同小地震，周围建筑物往往会产生
裂，必然付出巨额经济赔偿， 造成个既不节约资源，又不
友好环境的局面，如何解决上述诸多问题提到了科研人员的
议事日禾呈上0中国实用新型专利ZL2006200521777公开了 一种液压动 力沉桩机，其包括机架、长短船、吊机、导向架、动力室等，
其很好地解决了上述问题，但是该液压动力沉桩机使用时桩
身垂直度控制还是不太理想导致送桩深度也不够理想，因
冲击力大拉杆焊接焊缝易产生裂纹，插舌与拉杆的压板插
入困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，
提供一种使液压动力沉桩机能更可靠的实现顶拉沉桩技术 的液压动力沉桩机的传力与准确插入装置。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案
为在中国实用新型专利ZL2006200521777公开的液压动力 沉桩机基础上，提出一种液压动力沉桩机的传力与准确插入 装置，包括提升油缸、冲击体、夹桩箱、拉杆、桩帽，其特 征在于
所述提升油缸为多个，且该多个提升油缸均匀分布在冲 击体周围，各提升油缸与冲击体的中心线距离相等，各提升
油缸的活塞杆在钢管中与能在钢管中上下自如滑动的拐角 滚珠轴固定连接，拐角滚珠轴的轴向开有一孔，提升板与该 孔过渡配合，提升板通过吊板与所述冲击体挂接，使冲击体 随提升油缸的活塞杆上下垂直运动；
所述冲击体中间开设供桩身穿过的第 一 中心孔，第 一 中 心孔的四周均匀分布供冲程调节器的梯形螺纹杆从中穿过 的第一螺孔，冲击体的两相对侧还设有供所述拉杆通过的第 一凹孔；
所述夹桩箱上设有供桩身穿过的第二中心孔，第二中心 孔的四周均匀分布供冲程调节器的梯形螺纹杆从中穿过的 第二螺孔，该夹桩箱的上部为方体，下部为粗十字形，且该夹桩箱的两相对侧各装有夹桩油缸， 该夹桩油缸的活塞杆上
连接供夹紧桩身的钳口板，夹桩箱另 一 两相对侧开设有第
凹孔，该第二凹孔内通过承力板安装有拉板，承力板和拉板
及夹桩箱之间为免焊接的燕尾槽互相过渡配合，该冲程调节
器设置在夹桩箱的下部凹处，其梯形螺纹杆贯设夹桩箱的第
螺孔及冲击体的第一螺孔
所述拉杆由第一、 ~ 、三节组成，第一节的长度为所述
冲击体和所述夹桩箱的高度之和，第二节的长度为第一节上
端至动力室顶面的距离，第三节的长度为动力室顶面到最长
桩顶部减去第二节的长度第三节和第二节之间采用接头连
接，第一节主要由拉板组成，第节通过过渡连接件及接头
连接第二节，该过渡连接件的上端设有丝扣，并与接头螺合，
该过渡连接件的下端与拉板的端部通过键连接；
所述拉杆上设有多道环形槽，每一环形槽中免焊接嵌固 一齿形压板及一半圆的哈合抱箍，各齿形压板分别与相对嵌 固的哈合抱箍固定连接，所述拉杆与齿形压板之间设置三角 筋板，齿形压板两侧设置了长方形导向槽，该导向槽套在导 向架的导向角钢上，所有齿形压板成一直线布置在拉杆上， 使齿形压板能沿导向角钢上下自由移动，同时使粘嵌在齿形 压板前面的永磁铁和粘嵌在桩帽上的干簧管继电器保持在 可吸合的范围内，使桩帽的插舌能准确插入齿形压板之下；
所述桩帽的上部中间设有凹槽，上部的两侧设有与凹槽 贯通的长滑槽，该凹槽内装有两个插舌推动油缸，两插舌推 动油缸的活塞杆连接在长滑槽中的插舌，所述桩帽的下半部 设有一凹坑，该凹坑扣压在桩身的顶上，该桩帽的下半部两 侧面分别嵌粘了干簧管继电器，当提升油缸将冲击体快要提 完整体提程时， 一方面使提升油缸总供油管中的流量减少， 迅速降低提升速度，另一方面接通干簧管继电器回路的控制电源，给插舌推动油缸供油，使插舌伸至齿形压板之下。 本实用新型一较佳实施例为，所述提升油缸为四个。 本实用新型的工作原理为当给提升油缸的无杆腔充油 时，提升油缸的活塞杆向上移动，从而带动通过提升板及吊 板连接的冲击体向上移动，由于夹桩箱与冲击体通过冲程调 节器的梯形螺纹杆连接，故当冲击体达到设定的冲程后，夹 桩箱也随冲击体向上移动，进一步带动与夹桩箱过渡配合的 拉板及与拉板连接的拉杆向上移动。当冲击体顶部提升到靠 近终端的接近开关时，接近开关动作，接通提升油缸总供油 管中的节流阀，减少提升油缸无杆腔的供油量，迅速降低提 升速度，以便准确寻位。当拉杆、齿形压板上的永磁铁靠近 桩帽侧面上的干簧管继电器时，干簧管继电器接点闭合，插 舌推动油缸无杆腔充油，插舌快速插入齿形压板下，紧接着 发出给提升油缸有杆腔给油的指令，提升油缸活塞杆高速回 落，在重力的叠加下，冲击体以高于重力加速度g的高加速 度冲击夹桩箱，通过免焊接连接在此夹桩箱两侧的拉杆传力 到扣压在桩身上的桩帽上，桩帽就将桩身拉入土层中。由于
总段提升的高度为提升油缸活塞杆伸出长度1.6米左右)，
超过冲击体每锤击次桩身的贯入量，因此个总段提程相
当于很多次锤击，即多次桩身的贯入量才达到段提程，这
种提程叫做分段提程，它的量值即等于冲程量每次分段提
程时，桩帽上的插舌与拉杆齿形压板都不脱开
拉杆上齿形压板上都开有二条导向槽，全部套在导向架
的4条导向角钢上，既使左右两条拉杆能保持垂直上下运动， 又供各齿形压板上的永磁铁与桩帽上的干簧管继电器之间 的距离始终保持在可吸合的范围内。二根拉杆在导向架中的 移动范围为提升油缸活塞杆的最大伸出长度，即总段提程。 夹桩箱中安装了对称布置的二个夹桩油缸和钳口板，它的作用有4个，其一是为拉桩身下沉提供小部分动力；其二 是像液压静力压桩机一样，桩机选择新的设计桩位时，夹住 桩身，使桩尖不落地，便于长短船移动对位；其三是提升油
缸刚吊起冲击体时，由于冲击体和受击夹桩箱此时没有任何 机械连接，受击夹桩箱就靠这二个夹桩油缸的钳口夹在桩身
上，以免往下跌落；其四是在接桩时，夹住已入土的桩尾， 保持正确的桩位与垂直度，便于与动力室顶面上的桩定位器 相配合，确保快速接桩。
本实用新型桩帽扣压在桩身的顶上，插舌插在齿形压板 之下，齿形压板上两条导向槽则套在导向架的导向角钢之 上，由于拉杆上的所有齿形压板都是免焊接连接，因此能准 确调整到一条直线上，使导向角钢上下都不会有硬摩擦，确 保了齿形压板的垂直升降，更确保了每个齿形压板上粘嵌的 永磁体与插舌上粘嵌的干簧管继电器之间保持在可靠相吸 的距离之内，从而保证本实用新型运行更加可靠，从而使顶 拉式液压动力沉桩机的运行也更加可靠。
本实用新型将现有柴油锤、液压锤的顶击式沉桩机创新 为顶拉式液压动力沉桩机，使噪音源高度从桩顶降到桩的入 土处；受击面由桩头小面积变为夹桩箱的大面积，噪音强度 大为减小；本实用新型不锤击桩头，对桩头、桩身的强度要 求就降低了，不但可以用于PHC厚壁管桩，薄壁管桩，还可 用于PC桩及现场预制方桩；由于有良好的桩身垂直度控制 装置，送桩深度可以和静力沉桩机一样不受2米的限制，拔 出送桩棒后，留下较大体积的空洞，给地表挤土一个填充空 间，施工现场地表隆起和静力沉桩机 一 样小；运用本实用新 型的整机重量比别的机型小，即使在新填土的工地，不铺垫 片石也不会陷坑，更不存在顿机；运转简便、安全节俭，是 一种资源节约型、环境友好型的更新换代桩工机械。
图1为具有本实用新型的液压动力沉桩机总图
图2为本实用新型的主视图
图3为本实用新型的右视图o
图4为本实用新型冲击体的俯视图。
图5为本实用新型提升油缸与提升板及提升板与冲击体 的连接结构图。
图6为本实用新型夹桩箱的俯视图。
图7为本实用新型的拉杆主视图。
图8为本实用新型拉杆的连接示意图。
图9为本实用新型齿形压板与拉杆连接的俯视图
图io为本实用新型齿形压板与拉杆连接的剖视图。
图ll为本实用新型桩帽的主视图。
图12为本实用新型桩帽的俯视图。 图13为本实用新型桩帽的右视图。 图14为本实用新型插舌主视图。 图15为本实用新型与导向架配合示意图。
具体实施方式
在中国实用新型专利ZL2006200521777公开的液压动力 沉桩机基础上，设计人作出了下述改进
如图1-图5所示，本实用新型包括多个提升油缸18,该 多个提升油缸18均匀分布在冲击体5的周围，且各提升油 缸18与冲击体5的中心线距离相等，各提升油缸的活塞杆 181在厚壁无缝钢管31中与能在钢管31中上下自如滑动的 拐角滚珠轴17螺丝连接，全程均滚动定位，因此提升油缸 的活塞杆长细比可以超过油缸设计规程进行设计制造。拐角 滚珠轴17的轴向开有一长方形的孔171，提升板29与孔171 过渡配合，并用销轴30将提升板29和孔171铆定。提升板29与滚珠轴17的连接处设有台阶t,它靠在滚珠轴17的轴 向表面，增加提升板29的抗剪能力，提升板29通过吊板32 与冲击体5挂接，使冲击体5随提升油缸18的活塞杆181 上下快速垂直运动，通过节流阀调节各个提升油缸18的无 杆腔油流量，使冲击体5四周同步水平上升。该冲击体5中 间开设第 一 中心孔51,桩身20从其中穿过，中心孔51的四 周还均匀分布供冲程调节器16的梯形螺纹杆62从中穿过的 第 一 螺孔53 。冲击体5的两相对侧还设有供拉杆1穿过的第 —凹孔52。
如图2、图3及图6所示，夹桩箱6上设有供桩身20穿过 的第二中心孔61，第二中心孔61的四周均匀分布供冲程调 节器16的梯形螺纹杆62从中穿过的第二螺孔63。该夹桩箱 6的上部为方体，下部为粗十字形。该夹桩箱6的两相对侧 各装有夹桩油缸27，该夹桩油缸27的活塞杆上连接钳口板 (图中未示)，由于此钳口板只传递小部分拉桩力，而大部 分夹桩力只承担工艺作用，因此该钳口板可做成万能的，即 大小桩、不同桩型都可适用，而不必像静力压桩机一样更换 钳口板。在夹桩箱6另一两相对侧开设有第二凹孔64,该第 二凹孔64内通过承力板8安装有拉板7，承力板8和拉板7 及夹桩箱6之间为免焊接的燕尾槽互相过渡配合，从而通过 剪切力平衡冲击力。该冲程调节器16设置在夹桩箱6的下 部凹处，其梯形螺纹杆62贯设夹桩箱6的第二螺孔63及冲 击体5的第一螺孔53。
如图7、图8所示，拉杆l主要分为第一节L!、第二节L2、 第三节L3，第一节1^的长度为冲击体5和夹桩箱6的高度之 和，第二节U的长度为第一节"上端至动力室(图中未示) 顶面的距离，第三节L3的长度为动力室顶面到最长桩顶部减 去第二节L2的长度。三节拉杆之间采用接头13连接，该接头13中有上、下两节丝扣， 一为左旋， 一为右旋， 一个方 向旋转即可将对接的两节锁紧，不存在任何焊接之处。第一 节L,主要由拉板7组成，第一节I^通过过渡连接件10及接 头13连接第二节U，该过渡连接件10的上端设有丝扣，并 与接头13螺合，该过渡连接件10的下端则刨为平面，中间 还刨有键槽，拉板7的端部也刨有键槽，键9夹于二键槽之 间，通过螺栓加以紧固，使冲击动力由键的剪切力加以平衡， 比任何焊接连接要强。
如图7-图IO所示，拉杆1的上面还免焊接嵌固众多齿形 压板14。拉杆l上等距离车削有很多组由一较深的环形槽和 三道纵向短槽组成的槽沟，较深的环形槽是用来嵌入齿形压 板14与半圆形的哈合抱箍15，纵向短槽则用来嵌入三角筋 板(24、 25)，在齿形压板14上也刨了 3道沟槽，用于嵌固 三角筋板(24、 25)，在齿形压板14上还另外加工了两道长 方形导向槽141，用于垂直方向套在导向架的导向角钢39(如 图15所示)之上，确保拉杆l垂直上下运动。为了保证三 角筋板(24、 25)嵌入的可靠性，每片三角筋板上都钻有孔， 用于通过螺钉将三角筋板与齿形压板14固定好。齿形压板 14在组装时可以和哈合抱箍15—起扭动微调，以保证众多 齿形压板14在拉杆l上的直线度，使导向架中的导向角钢 39不至于卡住任何一块齿形压板14，更重要的是使粘嵌在 齿形压板14正前面的永磁铁33和粘嵌在桩帽2的插舌23 略下方的干簧管继电器34(如图ll所示)之间距离确保在 可吸合的范围内，使桩帽2的插舌23能准确插入相应的齿 形压板14之下。
如图11-图14所示，该桩帽2用整块铸件加工而成，该桩 帽2的上部中间设有凹槽221，上部的两侧设有与凹槽221 贯通的长滑槽22。该凹槽221内装有两个插舌推动油缸21,两插舌推动油缸21的活塞杆连接在长滑槽22中的插舌23， 使之可在插舌推动油缸21的作用下，推出去，又可縮回来。 该桩帽2的下半部的正中设有一凹坑222，该凹坑222扣压 在桩身20的顶上，以便传递顶压力。该桩帽2的下半部侧 面略低于插舌23处分别嵌粘了干簧管继电器34。当提升油 缸18将冲击体5快要提完整体提程时，接近开关JId动作， 一方面接通提升油缸总供油管中的节流阀，减少提升油缸无 杆腔的油流量，迅速降低提升速度，以提高停位的准确度， 另一方面接通干簧管继电器回路的控制电源，马上给插舌推 动油缸21的无杆腔供油，使插舌23伸至齿形压板14之下， 接受拉杆l传递过来的冲击动力，以便将桩身20往下拉。
如图15所示，为动力室顶上的导向架截面及架内各部件 布置图，桩帽2扣压在桩身20的顶上，插舌23插在齿形压 板14之下，齿形压板14上两条导向槽则套在导向架的导向 角钢39之上，由于拉杆1上的所有齿形压板14都是免焊接 连接，因此能准确调整到一条直线上，使导向角钢39上下 都不会有硬摩擦，确保了齿形压板14的垂直升降，更确保 了每个齿形压板14上粘嵌的永磁体33与插舌23上粘嵌的 干簧管继电器34之间保持在可靠相吸的距离之内。导向架 的高度由最长的桩型决定(11米、13米、15米)，它只承载 着桩帽2的载荷和导向架3的自重。
权利要求1、一种液压动力沉桩机的传力与准确插入装置，包括提升油缸、冲击体、夹桩箱、拉杆、桩帽，其特征在于所述提升油缸为多个，且该多个提升油缸均匀分布在冲击体周围，各提升油缸与冲击体的中心线距离相等，各提升油缸的活塞杆在钢管中与能在钢管中上下自如滑动的拐角滚珠轴固定连接，拐角滚珠轴的轴向开有一孔，提升板与该孔过渡配合，提升板通过吊板与所述冲击体挂接，使冲击体随提升油缸的活塞杆上下垂直运动；所述冲击体中间开设供桩身穿过的第一中心孔，第一中心孔的四周均匀分布供冲程调节器的梯形螺纹杆从中穿过的第一螺孔，冲击体的两相对侧还设有供所述拉杆通过的第一凹孔；所述夹桩箱上设有供桩身穿过的第二中心孔，第二中心孔的四周均匀分布供冲程调节器的梯形螺纹杆从中穿过的第二螺孔，该夹桩箱的上部为方体，下部为粗十字形，且该夹桩箱的两相对侧各装有夹桩油缸，该夹桩油缸的活塞杆上连接供夹紧桩身的钳口板，夹桩箱另一两相对侧开设有第二凹孔，该第二凹孔内通过承力板安装有拉板，承力板和拉板及夹桩箱之间为免焊接的燕尾槽互相过渡配合，该冲程调节器设置在夹桩箱的下部凹处，其梯形螺纹杆贯设夹桩箱的第二螺孔及冲击体的第一螺孔；所述拉杆由第一、二、三节组成，第一节的长度为所述冲击体和所述夹桩箱的高度之和，第二节的长度为第一节上端至动力室顶面的距离，第三节的长度为动力室顶面到最长桩顶部减去第二节的长度，第三节和第二节之间采用接头连接，第一节主要由拉板组成，第一节通过过渡连接件及接头连接第二节，该过渡连接件的上端设有丝扣，并与接头螺合，该过渡连接件的下端与拉板的端部通过键连接；所述拉杆上设有多道环形槽，每一环形槽中免焊接嵌固一齿形压板及一半圆形的哈合抱箍，各齿形压板分别与相对嵌固的哈合抱箍固定连接，所述拉杆与齿形压板之间设置三角筋板，齿形压板两侧设置了长方形导向槽，该导向槽套在导向架的导向角钢上，所有齿形压板成一直线布置在拉杆上，使齿形压板能沿导向角钢上下自由移动，同时使粘嵌在齿形压板前面粘嵌的永磁铁和粘嵌在桩帽上的干簧管继电器保持在可吸合的范围内，使桩帽的插舌能准确插入齿形压板之下；所述桩帽的上部中间设有凹槽，上部的两侧设有与凹槽贯通的长滑槽，该凹槽内装有两个插舌推动油缸，两插舌推动油缸的活塞杆连接在长滑槽中的插舌，所述桩帽的下半部设有一凹坑，该凹坑扣压在桩身的顶上，该桩帽的下半部两侧面分别嵌粘了干簧管继电器，当提升油缸将冲击体快要提完整体提程时，一方面使提升油缸总供油管中的流量减少，迅速降低提升速度，另一方面接通干簧管继电器回路的控制电源，给插舌推动油缸供油，使插舌伸至齿形压板之下。
1.连接；所述拉杆上设有多道环形槽，每环形槽中免焊接嵌固齿形压板及一半圆形的哈合抱箍，各齿形压板分别与相对嵌固的哈合抱箍固定连接，所述拉杆与凶形压板之间设置三角筋板，齿形压板两侧设置了长方形导向槽，该导向槽套在导向架的导向角钢上，所有凶形压板成 一 直线布置在拉杆上，使齿形压板能沿导向角钢上下白由移动，同时使粘嵌在齿形压板前面粘嵌的永磁铁:和粘嵌在桩帽上的干簧管继电器保持在可吸合的范围内使桩帽的插舌能准确插入齿形压板之下所述桩帽的上部中间设有凹槽，上部的两侧设有与凹槽舟 贝通的长滑槽，该凹槽内装有两个插舌推动油缸，两插舌推动油缸的活塞杆连接在长滑槽中的插舌，所述桩帽的下半部设有 一 凹坑，该凹坑扣压在桩身的顶上，该桩帽的下半部两侧面分别嵌粘了干簧管继电器，当提升油缸将冲击体快要提完整体提程时， 一 方面使提升油缸总供油管中的流量减少，迅速降低提升速度，另方面接通干簧管继电器回路的控制电源，给插舌推动油缸供油使插舌伸至止 凶形压板之下。
2 、根据权利要求1所述的液压动力沉桩机的传力与准确插入装置，其特征在于，所述接头中有上、 下两丝扣，一为左旋， 一 为右旋。
3 、根据权利要求1所述的液压动力沉桩机的传力与准确插入装置，其特征在于，所述三角筋板的一边嵌入所述拉杆中， 一 边嵌入所述齿形压板中所述角筋板还通过螺钉与齿形压板连接固定。
4 、根据权利要求1所述的液压动力沉桩机的传力与准确插入装置，其特征在于，所述提升油缸为四个。
专利摘要一种液压动力沉桩机的传力与准确插入装置，其冲击体由提升油缸提升到一个设定的冲程时，在给提升油缸有杆腔充油的高速推动下，加上冲击体自身的重力加速度，冲击体以高于重力加速度的高速冲击夹桩箱，带动拉杆将向下作用的冲击动力传递到桩帽上，扣压在桩身上的桩帽就将桩身拉入土层中；本实用新型的插舌插在齿形压板之下，齿形压板上的导向槽套在导向架的导向角钢上，由于拉杆上的所有齿形压板都是免焊接连接，因此能准确调整到一条直线上，使导向角钢上下都不会有硬摩擦，确保了齿形压板的垂直升降，更确保了每个齿形压板上粘嵌的永磁体与插舌上粘嵌的干簧管继电器之间保持在可靠相吸的距离之内，从而保证运用本实用新型的顶拉式液压动力沉桩机运行更加可靠。
文档编号E02D7/14GK201362849SQ20092006432
公开日2009年12月16日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者林 施, 杨锁祥, 率 段, 段国忠 申请人:湖南新天和工程设备有限公司