专利名称：外阀控制式高频液压打桩机的制作方法
技术领域：
本发明属于施工机械振动打桩。
柴油打桩机由于废气污染环境，噪声、振动大的缺点，使用受到限制，各国大力发展振动打桩。目前广泛使用的振动打桩机是电动机驱动偏心块形成振动，其性能较柴油打桩机为好，但由于受到电动机和传力轴承的抗振能力的限制，其频率只能达到600～1000次/分(10～17Hz)。近几年出现了高频液压打桩机的设想和研究，它的频率可达20～60Hz，这大大改善了打桩性能，受到人们的重视，高频液压打桩机的形式有多种，其中较好的是苏联专利SU1142597A。它是利用小柱塞控制内滑阀，从而控制油缸和活塞产生相对运动，形成高频振动，由于没有传力轴承和电机抗振问题，因而频率可提高，但该专利存在以下问题，使其应用受到限制。
1、由于使用小活塞内阀控制，造成结构复杂，工艺要求高，维护困难。
2、油缸活塞和内阀使用机械块限位制动，这种刚性制动冲击大，噪声大，寿命短。
3、没有蓄能器，因而泵源功率大，效率低，发热大，回油阻力大，长软管内径要大。
4、由于内阀控制，中间有长杆通过，内阀直径较大，使阀运动流量也大，造成功率浪费。
本发明的目的是设计一种外阀控制式、频率高、噪音小、对地基振动小、能量消耗少、结构简单、造价低、调频方便的高频液压打桩机。
本发明有二大部分组成。由缸体、缸套、活塞、缸盖组成的主体和由主阀杆、主阀套、导阀杆、导阀套、阀体组成的外控制阀总成，两者用螺钉联接成一体。主阀杆和活塞用连杆连接使两者同步往复运动。活塞、缸套、缸体部分;缸套嵌镶在缸体内，活塞在缸套内作往复运动。缸套上部和下部设有活塞上腔和活塞下腔，其腔内活塞受压面积之比约2∶1。在活塞上腔的上端缸壁和活塞下腔的下端缸壁上，设有缓冲室，使活塞往复运动产生的惯性力在止点得到缓冲，减少冲击和噪音。缸体顶端的连接板和配重箱体用螺钉与缸体联接。配重箱体根据打桩机吨位的大小，进行选配。为了平均泵的流量，吸收缓冲制动能量，设置了高压蓄能器，通过油道分别与活塞上腔和活塞下腔联通。为了同一的目的，还设置了一只低压蓄能器，用以平均低压回油流量。在缸套上端和下端设有密封装置，用O形圈和滑套加以密封，防止活塞上腔和活塞下腔高压油渗漏。活塞下端螺纹连接一只接盘，接盘与夹具联接。阀体部分;主阀杆、主阀套和导阀杆、导阀套分别镶嵌在阀体内，主阀杆和导阀杆分别在阀套内作往复运动，两者上下端的阀盖用螺钉与阀体固紧。导阀杆的两端各设有一个缓冲室，使导阀杆和整体往复运动起到缓冲作用。整个阀体用螺钉与缸体联接成一整体。采用这种结构设计，具有以下优点1、由于采用外阀控制，使结构简单，工艺要求低，造价低，维护保养方便，长软管只要2根;
2、采用液压制动，冲击小，噪音小，因而使用寿命长;
3、设有高低压蓄能器，使泵源耗能量小，效率高，发热小，回油阻力小;
4、频率高(20～60Hz)，调频方便。
图1为主剖面视图。
图1-1为俯剖面视图。
图1-2为左侧视图。
图2为连杆总成图，由连杆盖30a和连杆身30c用螺钉螺母30b和垫圈30d固紧，构成连杆总成30。
图3为O形圈及滑套装配示意图，由O形圈6，15，23和滑套7，16，24分别构成密封装置。O形圈套在滑套外面，滑套套在轴上，两者嵌在密封槽内。
图4为工作原理图。
高压油进入进油口P，通过管道油路总是和导阀环槽60、59、56、主阀环槽66和活塞下腔46相通。回油口O分别和导阀环槽57、54、腔室62、51、主阀环槽63相通。进油口P和回油口O用二根长软管分别和泵源的高低压相连，以形成高低压回路。在图4的图示位置，活塞上腔45和导阀环槽55、58相通，而环槽55、58又和导阀环槽54、57连通起来，继而和回油口O连通，在这种情况下活塞上腔45是低压，而活塞下腔46是高压，缸体22在高压油作用下相对活塞20向下运动，通过油柱和活塞20作用，对桩形成一个向上合力，使桩向上运动。由于主阀杆4与活塞20连接，使主阀杆4也相对阀体32向下运动，一旦主阀杆4运动到使主阀环槽66和65沟通，环槽64和63关闭时，导阀环槽53即与高压相通。导阀环槽53和60中导阀杆34的受压面积之比约2∶1。这样，通过主阀杆4的往复运动，使导阀环槽53高低压交替，驱使导阀杆34往复运动换向。因此，导阀杆34在导阀环槽53的高压作用下，向上运动换向。导阀环槽54、55、57、58逐渐关闭，而导阀环槽55和56，58和59逐渐打开，导阀杆34上端圆柱面进入导阀腔室62时，腔室62形成封闭油腔，使导阀杆34顶端受压逐渐被封闭油液制动直到仃止，换向结束，起到非刚性缓冲制动作用。此时，活塞上腔45由低压转化成高压，同时活塞20上端圆柱环带44进入缸体22上的缓冲室43，形成封闭油腔，而使缸体22受油压作用缓冲制动直到仃止，缸体22向上行程结束。由于此时活塞上下腔45和46均是高压，但活塞受压面积相差一倍，因为活塞上腔受压面积和活塞下腔受压面积之比约为2∶1，压力相差一倍，因而缸体22在活塞上腔45油压作用下相对活塞20向上运动，通过油柱和活塞20的作用对桩产生向下的合力，使桩向下运动。当活塞20下圆柱环带47进入缸体22缓冲室48时，形成封闭油腔，缸体22即被油压缓冲制动直到仃止，缸体22向上行程结束。此时，主阀杆4也相对阀体32向下运动，使主阀环槽65和66重新关闭，而使主阀环槽64和63重新打开(如图2所示位置)，导阀杆34，重新开始换向，缸体22相对活塞20向上运动，又重复开始第二行程。在进油口P和回油口O的高低油压作用下，缸体22相对活塞20就会不仃地作往复运动，从而产生高频打桩力，使桩下沉，完成打桩作业。由于油源供应是恒定值，而缸体22的运动过程是加速-匀速-减速，这样，要求流量就不恒定，为此，设置了蓄能器36、37、38，通过高压蓄能器37、38储存起来，以均衡能量，蓄能器36是回油蓄能器，以吸收回油流量脉动，减少低压回油长软管的直径。
图1、1-1、1-2为本发明的一个结构实施图。
由缸体22、缸套19、活塞20、缸体上盖17、缸体下盖21组成缸体主身。缸套19镶嵌在缸体22内，在缸套19和缸体22之间镶有缓冲套18，活塞20在缸套19内作往复运动，缸套上部和下部设有活塞上腔45和活塞下腔46，其腔内活塞受压面积之比约2∶1。在活塞上腔45的缸套19、缸体22处开有回油口O的回油通道，同样在活塞下腔46的缸套19、缸体22处开有进油口P的进油通道。在活塞上腔45的上端缸壁和活塞下腔46的下端缸壁上，设有缓冲室43，48，使活塞往复运动所产生的惯性力在止点得到缓冲制动，减少冲击和噪音。缸体上盖17用螺钉与缸体22固紧，缸体上盖17内设有泄油槽42和密封槽41，O形圈16和滑套17嵌在密封槽中，构成密封装置，并用压盖14压紧，套上防尘圈13。缸体下盖21内也设有泄油槽49和密封槽50，O形圈23和滑套24嵌在密封槽中，构成密封装置，用压盖25镶在缸体下盖21内，套上防尘圈26，盖上压片27，然后将缸体下盖21和压片27用螺钉与缸体22固紧。由阀体32，阀套2、主阀套3、主阀杆4、主阀上盖1、主阀下盖5，导阀套33、导阀杆34、导阀上盖35、导阀下盖31构成外控制阀总成，整个阀体用螺钉与缸体22联接固紧成一体。阀套2、主阀套3镶嵌在阀体32内，阀套2上端由主阀上盖1用螺钉与阀体32固紧。主阀下盖5设有密封槽，O形圈6和滑套7嵌在其中，并用压盖8，压片9压紧，套上防尘圈10，然后将主阀下盖5用螺钉与阀体32固紧。主阀杆4在阀套2、主阀套3内作往复运动，主阀杆4下端和活塞20下端用连杆30连接，连杆小端凹口嵌在主阀杆4下端凹槽内，连杆大端嵌装在活塞下端凹槽内，并可转动，使主阀杆4与活塞20两者同步往复运动。主阀杆4、主阀套3开有油槽63、64、65、66和进回油道。导阀套33也镶嵌在阀体32内，导阀套33上端和下端由导阀上盖35、导阀下盖31用螺钉与阀体32固紧。导阀杆34的两端各设有一个缓冲室61、52，使导阀杆和整体往复运动起到缓冲作用。导阀杆34、导阀套33同样开有油槽53，54，55，56，57，58，59，60和进回油道。配重箱体11通过连接板12与整个缸体顶端用螺钉固簦渲叵涮 1根据打桩机吨位的大小进行选配。为了平均泵的流量，吸收缓冲制动能量，设置了两个高压蓄能器37、338，分别用油道与活塞上腔45和活塞下腔46联通。为了同一个目的，还设置了一只低压蓄能器36，用以平均低压回油流量，并与低压油道联通。活塞20下端螺纹连接一只接盘28，并用压板29和螺钉锁紧，接盘28用螺栓与夹具联接形成一台打桩机。
权利要求
1.外阀控制式高频液压打桩机属于施工机械振动打桩，包括缸体，缸套，缸体上盖，缸体下盖，阀杆，阀套，接盘，配重箱体，连接板，进油口和回油口及油道，其特征在于由阀体32、阀套2、主阀套3、主阀杆4、主阀上盖1、主阀下盖5，导阀套33、导阀杆34、导阀上盖35、导阀下盖31构成外控制阀总成，整个阀体用螺钉与缸体22联接成一体；缸套19和缸体22之间镶有缓冲套18，缸套19上部和下部设有活塞上腔45和活塞下腔46，其腔内活塞受压面积之比约2∶1；在活塞上腔45的上端缸壁上设有缓冲室43，活塞下腔46的下端缸壁上也设有缓冲室48；缸体上盖17内设有泄油槽42和密封槽41，O形圈16和滑套17嵌在密封槽41中，构成密封装置，缸体下盖21内也设有泄油槽49和密封槽50，O形圈23和滑套24嵌在密封槽50中，构成密封装置；在顶端的配重箱体内设有高压蓄能器37、38和低压蓄能器36，活塞上腔45和活塞下腔46分别用油道与高压蓄能器37、38联通，低压蓄能器36与低压油道联通；主阀杆4下端与活塞20下端用连杆30连接。
2.根据权利要求1所述的打桩机，其特征在于所述的连杆总成30，由连杆盖30a、连杆身30c、用螺钉螺母30b和垫圈30d组成，连杆小端为叉型结构。
3.根据权利要求1所述的打桩机，其特征在于阀套2、主阀套3镶嵌在阀体32内，主阀杆4嵌在阀套2、主阀套3内，可往复运动，主阀套3、主阀杆4开有油槽63、64、65、66和进回油道，阀套2上端由主阀上盖1用螺钉与阀体32固紧，主阀下盖5设有密封槽，O形圈6和滑套7嵌在其中，并用压盖8、压片9压紧，套上防尘圈10，然后将主阀下盖5用螺钉与阀体32固紧。
4.根据权利要求3所述的打桩机，其特征在于导阀套33和导阀杆34镶嵌在阀体32内，导阀杆4嵌在导阀套33内，可往复运动，导阀套33和导阀杆34开有油槽53、54、55、56、57、58、59、60和进回油道，导阀套33上端和下端由导阀上盖35，导阀下盖31用螺钉与阀体32固紧。
5.根据权利要求4所述的打桩机，其特征在于导阀杆34的两端与导阀套33之间各设有一个缓冲室61、52。
全文摘要
外阀控制式高频液压打桩机属于施工机械振动打桩。该打桩机由外控制阀总成与缸体主身联接而成。缸体内活塞上下腔，其腔内受压面积之比约2∶1，并设有缓冲室，使活塞往复运动产生的惯性力在止点得到缓冲，减少冲击和噪音。在配重箱体内设有高压蓄能器，用以平均泵的流量，吸收缓冲制动能量，减少泵源耗量，还设置一只低压蓄能器，用以平均低压回油流量。本发明具有结构简单，工艺要求低，液压制动，冲击小，噪音小，效率高的特点。
文档编号E02D7/10GK1032053SQ8810546
公开日1989年3月29日 申请日期1988年1月21日 优先权日1988年1月21日
发明者徐宝富, 陆敏恂 申请人:同济大学