液压打桩锤的变角抱锤装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种液压打桩锤的变角抱锤装置，安装于液压打桩锤多作用试车台的桩架上，所述抱锤装置包括滑移导轨和抱锤扶手；所述滑移导轨顺所述桩架长度方向安装于所述桩架；所述抱锤扶手包括连接架和扶手臂，所述连接架与所述液压打桩锤固定连接；所述扶手臂一端可枢转地连接于所述连接架，另一端与所述滑移导轨组成导轨副。相对于现有技术中的轴向固定式抱锤装置，本发明将连接架与扶手臂之间的可转动地连接，能在液压打桩锤与滑移导轨之间提供一定活动量，便于液压打桩锤活动地对齐管桩，同时避免液压打桩锤与抱锤装置的刚性损坏。
【专利说明】液压打粧锤的变角抱锤装置
【技术领域】
[0001]本发明有关液压打桩，特别是涉及一种液压打桩锤的变角抱锤装置。
【背景技术】
[0002]液压打桩锤是一种具有效率高、噪声低、污染小、结构简单、可抗拒恶劣的海上环境等特点的新型打桩设备，主要应用于港口、跨海大桥、海上采油平台、导管架安装、深水结构，以及海上风电等领域。
[0003]液压打桩锤试验主要是进行多角度的打桩试车试验，从而根据试验获得的数据，来确定液压打桩锤的打击功曲线，了解液压打桩锤的性能。
[0004]现有技术中，由于没有可进行多角度的打桩试车的抱锤装置，通常液压打桩锤试验应做的准备有:履带吊或汽车吊准备、预栽桩准备、打桩扶手准备等。首先把桩与地面成一定角度埋进地基，再用汽车吊把打桩锤吊起放在管桩上进行打桩试验。这就有三个难点:第一、每选一个角度打桩都要重复挖坑埋桩，埋桩时角度很难按理想固定，而且误差较大；第二、每次打斜桩时很难确保桩保持不倒；第三、每次换桩、换角度打桩都要使用汽车吊，经济成本较高。由此可知,液压打桩锤每一次打桩试验需要大量的人力、物力和资金,而且每种桩径做多角度试验都需重复上述工作。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中多角度打斜桩的作业难度大、打桩误差高和成本高的问题，本发明目的在于提供一种可进行多角度的打桩试车的液压打桩锤的变角抱锤装置。
[0006]本发明提供一种液压打桩锤的变角抱锤装置，安装于液压打桩锤多作用试车台的桩架上，所述抱锤装置包括滑移导轨和抱锤扶手；所述滑移导轨顺所述桩架长度方向安装于所述桩架；所述抱锤扶手包括连接架和扶手臂，所述连接架与所述液压打桩锤固定连接；所述扶手臂一端可枢转地连接于所述连接架，另一端与所述滑移导轨组成导轨副。
[0007]本发明相对于现有技术的有益效果在于:相对于现有技术中的轴向固定式抱锤装置，本发明将连接架与扶手臂之间的连接变为枢转连接，能在液压打桩锤的中心线与滑移导轨的滑动直线不平行的情况下提供一定的调整，便于液压打桩锤活动地对准管桩，同时避免液压打桩锤与抱锤装置的刚性损坏。
[0008]根据上述构思，所述液压打桩锤上对称安装有两个所述抱锤扶手，所述抱锤扶手的连接架分别从两侧对应地固定在所述液压打桩锤上。
[0009]连接架分别从两侧对应地固定在所述液压打桩锤上，可平衡稳固地与液压打桩锤固定，避免液压打桩锤的偏摆和转动。
[0010]根据上述构思，所述扶手臂和连接架通过转动轴连接，所述转动轴垂直于所述滑移导轨长度方向；所述滑移导轨为工字形钢架，所述扶手臂上具有滑槽，所述滑槽从外侧套在所述滑移导轨上部滑板两边缘上。
[0011]连接架与扶手臂之间的转动轴，能提供一定活动量，便于液压打桩锤活动地对齐管桩。同时能方便管桩对齐固定孔。因为桩架的旋转轴心与管桩旋转轴心不同，桩架与管桩的旋转中，连接架与扶手臂之间转动轴还能提供一定的形变距离，避免扶手臂与滑移导轨造成损坏。
[0012]根据上述构思，所述连接架是焊接为一体的抱箍型钢架，包括上下两端的支撑块、中部的支撑板、两个间隔的框架立板、两框架立板间的框架筋板、面向液压打桩锤的多个月耳形衬板、以及焊接在下部的连接板；所述支撑块面向液压打桩锤开设有一排多个阶梯孔，多个螺栓可穿组于阶梯孔中；所述连接板平行于所述滑移导轨的长度方向进行固定，所述连接板焊接在下部支撑块的外缘，位于靠近所述液压打桩锤的一侧；所述连接板底端具有一个供转动轴穿组的通孔，所述通孔长度方向与阶梯孔长度方向平行。
[0013]根据上述构思，所述扶手臂具有臂座、臂部和滑块；所述臂座具有与所述连接板平行的座板和座块，所述座板和座块上开设有垂直的轴孔，所述座块焊接在所述座板外侧面；所述臂部包括臂板和筋板，臂板与座板焊接为一体，所述筋板焊接于臂板外侧；所述滑块顺所述滑移导轨的长度方向固定，所述滑块顺轴线开设有一个滑槽；所述转动轴可转动地固定于所述通孔和轴孔。
[0014]根据上述构思，所述滑移导轨具有一底板、多个支撑板和一滑板，底板固定在桩架作业面上；多个支撑板间隔地焊接在底板和滑板之间，滑板宽度大于底板，滑板两侧分别突出至两外侧支撑板之外。
[0015]根据上述构思,所述座板和座块面向连接架的两个角最好切削为圆角。
[0016]根据上述构思，所述扶手臂的臂部均向内侧倾斜。可防止扶手臂向外变形，避免滑槽脱出滑板两侧。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明液压打桩锤多作用试车台的结构示意图；
[0018]图2为本发明液压打桩锤多作用试车台中抱桩装置的结构示意图；
[0019]图3a_c为本发明抱桩装置对管桩进行多角度调节的示意图；
[0020]图4为本发明试车台中抱锤扶手的结构示意图；
[0021]图5为本发明试车台中抱锤扶手的侧面结构示意图；
[0022]图6为本发明试车台将管桩固定在45°角情形下的示意图。
【具体实施方式】
[0023]体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0024]本发明提供一种液压打桩锤的变角抱锤装置，应用于液压打桩锤多作用试车台，如图1所示，试车台包括桩架1、变角抱锤装置2、升降装置3、抱桩装置4和变幅驱动5。
[0025]桩架I可枢转地安装于一个作业平台(图中未示出)上，作业平台可以是打桩船，也可以是陆地作业平台。升降装置3配置于桩架I上，用于在桩架I上控制一液压打桩锤6升降。抱桩装置4也安装于作业平台上，位于桩架I 一侧。变幅驱动5则安装于桩架I另一侧，可推动桩架I调整角度。[0026]桩架I为桁架结构，优选地包括两立柱11和两个弦杆12。两个立柱11底部平行，且均具有安装于作业平台的铰轴13，两个立柱11顶部通过连接件固定连接，两个立柱11之间形成桩架I的作业面，供液压打桩锤6进行打桩作业。两个弦杆12在两个立柱11 一侧居中位置组成一个等腰三角形，一个上部弦杆12上部连接在立柱11顶部，一个下部弦杆12底部连接在立柱11的下部。如图1所示，两立柱11之间以及立柱与弦杆12之间，连接有多个直连杆或斜连杆以构成一个稳固的桁架结构。
[0027]如图1所示，变角抱锤装置2安装于桩架I作业面上，液压打桩锤6通过抱锤装置2可滑动地固定于桩架I上。抱锤装置2包括滑移导轨21和抱锤扶手22。滑移导轨21顺桩架I长度方向安装于桩架I作业面上，滑移导轨21可为一个工字钢件，其焊接于两立柱11之间的连杆上。
[0028]如图4所示，滑移导轨21是焊接为一体的工字形钢架，具有一底板211、多个支撑板212和一滑板213，底板211焊接或通过螺栓等紧固件固定在桩架I作业面上。多个支撑板212间隔地焊接在底板211和滑板213之间,滑板213宽度大于底板211，滑板213两侧分别突出至两外侧支撑板212之外。
[0029]如图4所示，液压打桩锤6上可以对称安装有两个抱锤扶手22，每个抱锤扶手22包括连接架221、扶手臂222和转动轴223。
[0030]连接架221是焊接为一体的抱箍型钢架，包括上下两端的支撑块2211、中部的支撑板2212、两个间隔的框架立板2213、两框架立板2213间的框架筋板2214、面向液压打桩锤6的多个月耳形衬板2215、以及焊接在下部的连接板2216。支撑块2211面向液压打桩锤6开设有一排通孔2217，支撑块2211内侧可以焊装一个安装垫板2210，以便与液压打桩锤6上相应的固定面对接，安装垫板2210上对应通孔2217设有多个小孔，多个内六角螺栓2218可穿组于通孔2217卡固在小孔上。连接板2216平行于滑移导轨21的长度方向进行固定，连接板2216焊接在下部支撑块2211的外缘，位于靠近液压打桩锤6的一侧。月耳形衬板2215内侧具有匹配液压打桩锤6外形的弧形缺口，以便于在抱锤扶手22固定液压打桩锤6时有效压制液压打桩锤6外周面。连接板2216底端具有一个通孔2219，通孔2219长度方向与通孔2217长度方向平行。
[0031]扶手臂222分为臂座、臂部和滑块三个部位。臂座具有与连接板2216平行的座板2221和座块2222，座板2221和座块2222上开设有垂直的轴孔，座块2222焊接在座板2221外侧面。如图5所示，座板2221和座块2222面向连接架221的两个角最好切削为圆角。臂部包括臂板2223和三个筋板2224，臂板2223与座板2221焊接为一体，臂板2223较佳向内侧倾斜一定角度。三个筋板2224间隔地焊接于臂板2223外侧，在外侧支撑臂板2223。滑块2225呈长条形，顺滑移导轨21的长度方向固定，滑块2225开设有一个顺轴线方向且截面呈U形的滑槽2226。
[0032]转动轴223具有固定部2231和轴身2232，固定部2231外径大于轴身2232外径。轴身2232前端具有切槽，可分别通过一个或两个定位板2233置于切槽后，利用螺栓将转动轴223定位在座块2222上。通过转动轴223可将连接架221和扶手臂222可转动地组装在一齐，先将扶手臂222臂座的轴孔对齐连接板2216的通孔2219，再将转动轴223的轴身2232从连接板2216内侧穿过通孔2219和轴孔，之后利用定位板2233将转动轴223进行固定。[0033]对应连接架221的支撑块2211，液压打桩锤6上焊接有4个连接块224。连接块224是概呈三角形的铸钢件，连接块连接在液压打桩锤6的一面呈弧形，另外两个面相互垂直，对应支撑块2211的连接面上开设有多个螺孔2241。安装时，以连接架221支撑块2211上的通孔2217对齐螺孔2241，之后利用螺栓2218将连接架221固定在连接块上。从而完成与液压打桩锤6的固定。
[0034]如图4、图5所示，抱锤扶手22的扶手臂222通过转动轴223连接于连接架221，扶手臂222另一端以滑槽2226从外侧套在滑移导轨21的滑板213两边缘上，滑块2225的滑槽2226活动地套在滑板213两边缘上，组成滑移导轨副。两个连接架221分别从两侧对应地固定在液压打桩锤6上；两个扶手臂222对应地安装于连接架221上。两个扶手臂222的滑块2225从两侧活动地套在滑移导轨21的滑板213两边缘上。连接架221与扶手臂222之间的转动轴223垂直于滑移导轨21长度方向，能在液压打桩锤6与滑移导轨21之间提供一定活动量，便于液压打桩锤6活动地对齐管桩7。
[0035]抱锤装置2能确保液压打桩锤6的作业实况，在可转动式桩架I上设抱锤扶手22和滑移导轨21，使液压打桩锤6能自由随管桩7下打行进。
[0036]如图1所示，升降装置3包括绞车31、起升滑轮32和吊钩33。绞车31安装于桩架I内。起升滑轮32安装于桩架I顶部。吊钩33可用于拉动液压打桩锤6，吊钩33内具有吊钩滑轮，以便于吊钩33通过牵引绳34和起升滑轮32、绞车31连接。升降装置3能带动液压打桩锤6在抱锤装置2上滑移。升降装置3能节省租用汽车吊或履带吊的麻烦。
[0037]如图1、图2所示，本发明以多角度抱桩装置4在打桩作业中固定管桩7的角度，其中在管桩7上开设有顺轴向延伸的径向长孔71，长孔71的长度最好是略大于管桩7的打桩深度。作业中，管桩7上部套在液压打桩锤6锤筒中。
[0038]如图2所示，抱桩装置4包括承载架41、抱桩架42、抱桩器43及插拔销44。承载架41包括两间隔的竖板411，两个竖板411之间供管桩7通过，竖板411上间隔地开有围绕同一圆心位置O的多个径向固定孔4111，如图2所示，围绕圆心位置0，多个径向固定孔4111分别位于0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°处。竖板411在圆心位置O形成有缺口 4112。缺口 4112最好是以O为圆心的圆弧形缺口 4112，以便能观察量测管桩7在承载架41内的角度。
[0039]如图2所示，抱桩架42分别固定于承载架41外侧，抱桩架42顶部对齐圆心位置
O。每侧的抱桩架42分别包括两个斜架421及一个枢接座422。斜架421可为角钢件，两个斜架421顶部都焊接连接于枢接座422上，底部焊接在一个底板45上组成一个竖立的三角形。当然，承载架41的各竖板411也可以相应焊接在底板45上，只要保证两竖板411之间为落空区即可。枢接座422可为一个轴承座，枢接座422轴心位于圆心位置O。抱桩器43分别为两个圆弧形板件，背面都固定有垂直于板件的螺杆。抱桩器43分别通过螺杆穿套于枢接座422中，并且抱桩器43的弧形板件均位于抱桩架42的内侧。如此，抱桩器43从两侧抱住管桩7时，还可围绕螺杆在枢接座422旋转。
[0040]抱桩架42上最好均具有一个调节装置423，调节装置423可为位于枢接座422内外的两个螺母，与抱桩器43的螺杆配合可调整抱桩器43在枢接座422中的径向位置。当作大直径管桩试验时可将螺母向里旋转，抱桩器43的螺杆随之向外移动，使抱桩器43内径变大，即可对大直径管桩进行打桩试验。反之，可对小直径管桩进行打桩试验。依此，本发明的液压打桩锤多作用试车台也可对不同直径的管桩7进行垂直桩、多角度斜桩、水平桩试验。当然，在缺口 4112尽量小的情形下，也可将抱桩器43通过轴承座直接安装于竖板411的缺口 4112上，省去抱桩架42，同样可以有效定位管桩7。
[0041]插拔销44为长度大于两个竖板411间隔的轴件，其可以插入径向固定孔4111及管桩7的长孔，对管桩7进行角度定位。插拔销44两端可以设置活动挡件，以将插拔销44与竖板411定位。抱桩装置4可使管桩7多角度稳定站立。
[0042]如图1及图5所示，变幅驱动5能带动桩架I绕铰轴调节液压打桩锤6的角度。变幅驱动5包括液压变幅油缸51和枢座52，液压变幅油缸51 —端通过枢座52固定在作业平台上，底部枢座52的安装位置较佳是低于桩架I底部的安装位置，以便于变幅油缸51有合适的推拉角度。液压变幅油缸51另一端通过枢座52固定于桩架I上两个弦杆12的结合处。变幅驱动5可实现桩架I在0-90°范围枢转调节。图5中示出了管桩7固定在45°角的情形下的示意图。
[0043]变幅驱动5与多角度抱桩装置4配合，可确保液压打桩锤6、管桩7与地面调角的灵活性，节省时间，节约成本。
[0044]本发明的工作原理和操作过程描述如下:
[0045]参照图1、图2及图3 (a)，液压打桩锤6需要进行垂直打桩试车试验时:先将液压打桩锤6通过抱锤扶手22连接在滑移导轨21上，同时把液压打桩锤6下部锤筒套在管桩7上。再调节变幅驱动5，使桩架I垂直于地面。启动升降装置3，提升液压打桩锤6，管桩7会随液压打桩锤6 —起处在与地面垂直状态。之后升降装置3垂直下放液压打桩锤6及管桩7，使管桩7进入抱桩装置4的两竖板411之间。如图1、图2所示，抱桩器43从两侧抱住管桩7，插拔销44插入竖板411最底部的径向固定孔4111及管桩7的长孔。此时液压打桩锤多作用试车台处于打直桩模式，液压打桩锤6可冲击管桩7向下作业，管桩7受长孔71及插拔销44的导引，同时管桩7还被抱桩器43在轴向固定，从而形成两点定位，保持在垂直角度向下打桩作业。
[0046]如图3及图5所示,在液压打桩锤需要进行斜角试车试验时:先将液压打桩锤6通过抱锤扶手22连接在滑移导轨21上，同时把液压打桩锤6下部锤筒套在管桩7上。再调节变幅驱动5，使桩架I与地面形成一夹角，如:15°、30°、45°、60°、75°，图3中(b)是30°的情形。启动升降装置3，提升液压打桩锤6，管桩7会随液压打桩锤6 —起处在与地面成30°夹角的状态。之后升降装置3放下液压打桩锤6及管桩7，使管桩7进入抱桩装置4的两竖板411之间。将管桩7的长孔71对齐多对固定孔4111中的一对，将插拔销44插入竖板411固定孔4111及管桩7的长孔71，此时液压打桩锤多作用试车台可处于30°打斜桩模式，即可进行打斜桩试车试验。液压打桩锤6冲击管桩7向下，管桩7下部受长孔71及插拔销44的定向导引，同时管桩7还被抱桩器43在轴向固定，从而形成两点定位。保持在30°的角度向下打桩作业。需要进行其它角度打桩作业试车试验时，调节过程也相同。
[0047]见图3 (C)，调节变幅驱动5使桩架I与地面成0°角，液压打桩锤多作用试车台可处于打水平桩模式。
[0048]利用本发明的液压打桩锤多作用试车台，可对各种液压打桩锤进行多角度的试车试验，从而根据试验获得的数据，来确定液压打桩锤6的打击功曲线。
[0049]本发明的优点和有益效果是:本发明可节省液压打桩锤试验所需的起吊设备、多角度栽桩、固桩设备及大量人力、物力造成的费用。使多角度、多种桩径的打桩作业更灵活、省时、简便，具有良好的经济效益。且有助于解决研发液压打桩锤面临的试车难题，促进重点海工装备国产化。液压打桩锤多作用试车台具有设计合理，制造方便，操作灵活，经济成本低的特点，对于打破国外技术垄断、摆脱对进口的依赖、推动我国海工装备走向高端市场具有重要意义。
[0050]虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种液压打桩锤的变角抱锤装置，安装于液压打桩锤多作用试车台的桩架上，其特征在于，所述抱锤装置包括滑移导轨和抱锤扶手； 所述滑移导轨顺所述桩架长度方向安装于所述桩架； 所述抱锤扶手包括连接架和扶手臂，所述连接架与所述液压打桩锤固定连接；所述扶手臂一端可枢转地连接于所述连接架，另一端与所述滑移导轨组成导轨副。
2.如权利要求1所述的液压打桩锤的变角抱锤装置，其特征在于，所述液压打桩锤上对称安装有两个所述抱锤扶手，所述抱锤扶手的连接架分别从两侧对应地固定在所述液压打桩锤上。
3.如权利要求2所述的液压打桩锤的变角抱锤装置，其特征在于，所述扶手臂和连接架通过转动轴连接，所述转动轴垂直于所述滑移导轨长度方向；所述滑移导轨为工字形钢架，所述扶手臂上具有滑槽，所述滑槽从外侧套在所述滑移导轨上部滑板两边缘上。
4.如权利要求3所述的液压打桩锤的变角抱锤装置，其特征在于，所述连接架是焊接为一体的抱箍型钢架，包括上下两端的支撑块、中部的支撑板、两个间隔的框架立板、两框架立板间的框架筋板、面向液压打桩锤的多个月耳形衬板、以及焊接在下部的连接板； 所述支撑块面向液压打桩锤开设有一排多个阶梯孔，多个螺栓可穿组于阶梯孔中； 所述连接板平行于所述滑移导轨的长度方向进行固定，所述连接板焊接在下部支撑块的外缘，位于靠近所述液压打桩锤的一侧；所述连接板底端具有一个供转动轴穿组的通孔，所述通孔长度方向与阶梯孔长度方向平行。
5.如权利要求4所述的液压打桩锤的变角抱锤装置，其特征在于，所述扶手臂具有臂座、臂部和滑块；所述臂座具有与所述连接板平行的座板和座块，所述座板和座块上开设有垂直的轴孔，所述座块焊接在所述座板外侧面；所述臂部包括臂板和筋板，臂板与座板焊接为一体，所述筋板焊接于臂板外侧；所述滑块顺所述滑移导轨的长度方向固定，所述滑块顺轴线开设有一个滑槽；所述转动轴可转动地固定于所述通孔和轴孔。
6.如权利要求5所述的液压打桩锤的变角抱锤装置，其特征在于，所述滑移导轨具有一底板、多个支撑板和一滑板，底板固定在桩架作业面上；多个支撑板间隔地焊接在底板和滑板之间，滑板宽度大于底板，滑板两侧分别突出至两外侧支撑板之外。
7.如权利要求6所述的液压打桩锤的变角抱锤装置，其特征在于，所述座板和座块面向连接架的两个角切削为圆角。
8.如权利要求6所述的液压打桩锤的变角抱锤装置，其特征在于，所述扶手臂的臂部均向内侧倾斜。
【文档编号】E02D7/14GK103469795SQ201310394567
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】丁全智, 樊秉力 申请人:太重（天津）滨海重型机械有限公司, 太原重工股份有限公司