专利名称：一种锤击式土钉机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于建筑机械，涉及一种基坑支护用装置。
土钉墙广泛用于基坑开挖支护和边坡稳定处理。制作土钉墙一般采用两种方法，一是通过钻孔插筋，然后注浆形成沙浆锚杆。这种方法费时费料，而且对流沙层、砂、卵石层不易施工。二是将用螺纹钢筋、角钢或者其他材料制成的土钉用机械或者人工方式打入土层形成土钉。这种方法省时省力，但目前尚无理想的施工机械。
本实用新型的目的是提供一种直接将土钉打入土层形成土钉墙的施工机械。
本实用新型的技术方案是一种锤击式土钉机，其特征在于，有一根表面带有滑道的长导轨3，有一个带有可调节高度机构的支架支撑着上述的长导轨3，有一个由放置在导轨滑道上并可沿滑道滑动的滑架5固定的锤击装置6，导轨3的一端固定着一个进给驱动装置7，该驱动装置的进给机构通过一个连杆8与由滑架固定并可沿滑道滑动的锤击装置6连接，锤击装置的锤头上有承击装置4，该承击装置将土钉1定位，导轨3的另一端有一个支撑土钉1的支架2，土钉1由承击装置4和支架2定位和支撑后与导轨3保持平行。
本实用新型的优点是结构简单，便于生产，成本低。第二、体积小，占地少，便于施工。第三、施工效率高。第四、角度易于调整，定位迅速准确。第五、重量轻，便于频繁搬迁，移动作业。第六、适合用各种材料制作的土钉例如角钢、螺纹钢、钢管等作业。第七、能耗小，噪音小，可用于市区施工。
。图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。图2是一种导轨结构的实施例。图3是第二种导轨结构的实施例。图4是第三种导轨结构的实施例。图5是第四种导轨结构的实施例。图6是与图2所示导轨配套的滑架结构示意图。图7是与图3所示导轨配套的滑架结构示意图。图8是与图4所示导轨配套的滑架结构示意图。图9是与图5所示导轨配套的滑架结构示意图。图10、11、12是三种支架的实施例。图13是单锤双土钉机承构示意图。图10、11、12是三种支架的实施例。图13是单锤双土钉机承击装置结构示意图。图14是第二种单锤双土钉机承击装置结构示意图。图15是图14的俯视图。图16是双锤单土钉机承击装置结构示意图。图17是本实用新型一种控制回路原理图。图18是采用电动机构进给的锤击式土钉机结构示意图。
以下结合附图中的实施例对本实用新型做进一步详细说明。
参见图1，这是本实用新型一种实施例的结构示意，1为土钉，将被打入到土层中。2是支撑土钉的支架。3是一个长导轨，其上有滑道。4是承击装置，它将锤击装置的锤击力传递给土钉，对于图1所示的结构，此处的承击装置是一个固定在锤头上的带有一个盲孔的套，土钉的端头进入该盲孔被定位。6是锤击装置，它被固定在两个滑架5上形成一个整体。带有滑架5的锤击装置6可以沿导轨3上的滑道滑动。随着土钉被打入土层，锤击装置需要跟随土钉向前移动，进给驱动装置7完成此任务。驱动装置7固定在导轨的后端，其进给机构与固定锤击装置的滑架5通过连杆8连接，进给机构前伸时带动锤击装置沿滑道运动。导轨3有一个支架支撑，支架上有调节高度的装置，使导轨的滑道与水平线的夹角通过调节支架前后腿的高度而得到调整。锤击装置产生对土钉的锤击力，它可以采用各种成熟的技术和市场出售的成件，例如可采用空气锤，由空压机取得压缩空气，经管路输送给空气锤使用。也可以采用液动锤，由一个液压站提供高压液体供液动锤使用。还可以采用机械锤，将电机的转动转化为锤击运动。由于上述锤击装置都是公知技术，此处不再祥述。驱动锤击装置的机构可以采用气动、液压和机械方式。图1中锤击装置是空气锤，进给驱动装置是气缸。
图2、3、4、5分别给出四种不同的导轨结构，图2是双管式，在这里长导轨3由两个平行的长管14构成滑道，长管14的两端与连接板15固定，一般可以采用焊接。与此种导轨配合的滑架参见图6，它由平行放置的两个很短的半圆滑板16和与两个半圆滑板外缘垂直焊接的立板17构成，两个半圆滑板16的间距与两个长管14的间距相同，立板上有安装锤击装置的孔。半圆滑板16的半径与长管14的半径相同或者略大一些。半圆滑板16的长度应短些，一般为立板厚度的2～10倍即可。较短的滑板更便于减少摩擦。在固定较长的锤击装置时，将其两端分别与一个滑架5固定，并保证两个滑架上的滑板前后对正，不要产生扭曲。如果锤击装置的长度不大，也可以选择长度与锤击装置相同或者略大的半圆滑板16，将两个立板17焊接在两个半圆滑板的两端。
图3是双槽钢式导轨，长导轨3由两根长槽钢18槽口朝外平行放置构成滑道，槽钢两端的上下侧面分别与一个连接板15固定，可以焊接或者用螺栓固定。与此种导轨配套的滑架参见图7，它由一个侧面带有直角折边的很短的滑板19和与滑板19上表面垂直焊接的立板17构成，立板上有安装锤击装置的孔。此种滑架的安装方法与双管式相同。在槽钢的槽底面可以开一些孔以减轻重量。
图4是工字钢式导轨，其上横梁为滑道，与其配套的滑架参见图8，它由一个侧面带有直角折边的滑板19和与滑板19上表面垂直焊接的立板17构成，立板上有安装锤击装置的孔。
图5是单管式导轨，与其配套的滑架结构参见图9，它由一个半圆滑板16和与半圆滑板外缘垂直焊接的立板17构成，立板上有安装锤击装置的孔。
上述四种导轨和滑架结构仅是可以采用的众多结构中的一部分，也可以采用另外的设计形式。在图6至图9中所示的滑架立板17上仅有一个锤击装置安装孔，事实上可以根据需要开设两个安装孔，即安装两个锤击装置。
导轨由支架支撑，并通过调整前后支架的长度来调整导轨的水平方向的角度，以满足施工的需要。图10、11、12给出三种支架，它们由两根前支杆9、两根后支杆12、分别连接前后支杆的两个纵向连杆11、分别连接两个前支杆和两个后支杆的两根横向连杆、支杆调节机构10和铰链13组成，支杆调节机构10可以同时或者分别安装在前后支杆上，铰链13根据需要安装在前、后支杆与纵向连杆之间，以及前、后支杆与导轨之间。图10结构的支架在前支杆9和后支杆12上都有调节机构10，其长度都能伸缩。纵向连杆11与前支杆9焊接，它与后支杆12通过铰链13连接，前、后支杆与导轨也通过铰链13连接。调整前后支杆的长度就能调节导轨的角度。调节机构可以采用多种结构，例如正反丝杠丝母、用销钉定位的滑杆、可锁紧的伸缩杆、齿条齿轮等。还可以采用汽缸或者油缸进行自动调节。图10的结构调整方便，但结构相对复杂一些。图11中采用前支杆9固定，仅在后支杆上安装调节机构10，纵向连杆11与前支杆9焊接，它与后支杆12通过铰链13连接，前、后支杆与导轨的连接处也通过铰链13连接。调整后支杆的长度就能调节导轨的角度。这种方案节省了两个调节机构。图12的设计采用前支杆调节，后支杆固定的方式，纵向连杆11与前支杆9和后支杆12均焊接，前、后支杆与导轨的连接处通过铰链13连接。调整前支杆的长度就能调节导轨的角度。图中未显示在两个前支杆之间和两个后支杆之间连接的横向连杆，它们与前后支杆焊接为一体。
通常本实用新型一次向土层打一根土钉，当土层适合时，为了提高工作效率，可以使用本实用新型一次打两根土钉。为了用一个锤击装置同时打两个土钉，需要在所说的滑架5与被锤击的土钉1之间安装一个特别的承击装置，参见图13，该装置由一个并连接头23、位于并联接头两端的定位土钉的套24和位于并联接头中部的承击座22组成，并联接头下部有与导轨3上的滑道吻合的滑板，并联接头安放在导轨滑道之后，承击座22与锤击装置6的锤击头对应，两根土钉的一端分别由并联接头上的套24定位，另一端被位于导轨上的支架2支撑。此时支架2也有能支撑两个土钉的支撑位置，例如有一段与导轨垂直的横梁，土钉被横梁支撑。并联接头23的宽度应根据需要确定，可以制造一系列宽度不同的并联接头23，供施工时选择。锤击装置6发出的锤击力经承击座22、并联接头23和套24传递给两根土钉1，实现一次打两根土钉图14、15给出一种适合于双管式导轨的单锤双土钉机承击装置。它由两个圆管构成土钉夹持器25，土钉从管孔30中穿过，板26、34与夹持器25焊接成整体，承击座29位于两个夹持器的中间并与板34焊接。两个滑瓦27位于夹持器25的下方可以与导轨上的滑道吻合。板28与滑瓦27焊接起加强作用。两个夹持器的中心距根据需要确定，可以制造一系列不同中心距的夹持器供施工时选择。当夹持器的中心距不同时，两个滑瓦之间的距离应保持不变，它等于导轨上两根长管的中心距。当夹持器的中心距很宽时，滑瓦27可以与板26、34焊接。使用这种承击装置时，每根土钉上应固定一个定位套环33(参见图16)，该环外径大于孔30的内径，土钉穿过孔30，定位套环33受夹持器25的阻挡，使土钉定位，同时该套环也起到夹持器向土钉传递力的作用。将这种承击装置放到导轨上之后，锤击装置的锤头正对着承击座29，锤击力通过承击座、板34、夹持器25和套环33传递给土钉1。改变夹持器下部的滑瓦的形状，这种承击装置也可以在双槽钢、单管和工字钢的导轨上使用。
当土层坚硬或者土钉很长时，为了增加锤击力，可以用两个锤击装置打一根土钉，这种结构的实施例参见图16，其特点是第一、在所说的滑架5上固定两个锤击装置6，第二、在所说的滑架5与被锤击的土钉1之间有一个承击装置，该装置由一个接头31和固定在其上的两个承击座32组成，接头31中部有一个允许土钉1穿过的孔，土钉穿过该孔后被固定在土钉上的套环33限制位置，接头31下部有与导轨3上的滑道吻合的滑板，接头31安放在导轨滑道之后，两个承击座32分别与两个锤击装置6的锤击头对应。承击座32可以用螺母固定在接头31上。当打长土钉时，通过调整套环33的位置，就能把土钉打到预定的深度。称这种装置为双锤单土钉机。
图17是本实用新型一种采用气路或者液压驱动锤击装置和进给装置的控制回路的原理图。图中35是过滤器，36是安全阀，37是二位二通阀，6是锤击装置，38、39是二连件，40是三位四通阀，41是快速排泄阀，7是进给装置。控制过程是高压工作介质(气体或者液体)经过滤器35分流到二位二通阀37和二连件38、39以及三位四通阀40，通过操作人员的操作，有以下两种状态一是工作状态，高压工作介质同时通过37、40驱动锤击装置6和进给装置7动作；二是倒杆状态，37关闭，锤击装置6停止动作，高压工作介质通过40驱动进给装置7反向运转，此时多余的工作介质从36溢出。
图18是一种采用电动进给机构的土钉机结构示意图。进给机构由电机驱动的主动轮43、位于导轨两端的从动轮42和传动链44组成，传动链与滑架连接。电机正反向转动，通过传动链带动锤击装置运动。
权利要求1.一种锤击式土钉机，其特征在于，有一根表面带有滑道的长导轨(3)，有一个带有可调节高度机构的支架支撑着上述的长导轨(3)，有一个由放置在导轨滑道上并可沿滑道滑动的滑架(5)固定的锤击装置(6)，导轨(3)的一端固定着一个进给驱动装置(7)，该驱动装置的进给机构通过一个连杆(8)与由滑架固定并可沿滑道滑动的锤击装置(6)连接，锤击装置的锤头上有承击装置(4)，该承击装置将土钉(1)定位，导轨(3)的另一端有一个支撑土钉(1)的支架(2)，土钉(1)由承击装置(4)和支架(2)定位和支撑后与导轨(3)保持平行。
2.根据权利要求1所述的锤击式土钉机，其特征在于，所说的长导轨(3)由两个平行的长管(14)构成滑道，长管(14)的两端与连接板(15)固定；所说的滑架由平行放置的两个很短的半圆滑板(16)和与两个半圆滑板外缘垂直焊接的立板(17)构成，两个半圆滑板(16)的间距与两个长管(14)的间距相同，立板上有安装锤击装置的孔。
3.根据权利要求1所述的锤击式土钉机，其特征在于，所说的长导轨(3)由两根长槽钢(18)槽口朝外平行放置构成滑道，槽钢两端的上下侧面分别与一个连接板(15)固定；所说的滑架(5)由一个很短的、侧面带有直角折边的滑板(19)和与滑板(19)上表面垂直焊接的立板(17)构成，立板上有安装锤击装置的孔。
4.根据权利要求1所述的锤击式土钉机，其特征在于，所说的长导轨(3)由一根工字钢(20)构成，所说的滑架(5)由一个侧面带有直角折边的很短的滑板(19)和与滑板(19)上表面垂直焊接的立板(17)构成，立板上有安装锤击装置的孔。
5.根据权利要求1所述的锤击式土钉机，其特征在于，所说的长导轨(3)由一根长管(21)构成，所说的滑架(5)由一个很短的半圆滑板(16)和与半圆滑板外缘垂直焊接的立板(17)构成，立板上有安装锤击装置的孔。
6.根据权利要求1、2、3、4、5其中之一所述的锤击式土钉机，其特征在于，所说的支架由两根前支杆(9)、两根后支杆(12)、分别连接前后支杆的两个纵向连杆(11)、分别连接两个前支杆和两个后支杆的两根横向连杆、支杆调节机构(10)和铰链(13)组成，支杆调节机构(10)可以同时或者分别安装在前后支杆上，铰链(13)根据需要安装在前、后支杆与纵向连杆之间，以及前、后支杆与导轨之间。
7.根据权利要求6所述的锤击式土钉机，其特征在于，在所说的滑架(5)与被锤击的土钉(1)之间有一个承击装置，该装置由一个并连接头(23)、位于并联接头两端的定位土钉的套(24)和位于并联接头中部的承击座(22)组成，并联接头下部有与导轨(3)上的滑道吻合的滑板，并联接头安放在导轨滑道之后，承击座(22)与锤击装置(6)的锤击头对应，两根土钉的一端分别由并联接头上的套(24)定位，另一端被位于导轨上的支架(2)支撑。
8.根据权利要求6所述的锤击式土钉机，其特征在于，(1)、在所说的滑架(5)上固定两个锤击装置(6)，(2)、在所说的滑架(5)与被锤击的土钉(1)之间有一个承击装置，该装置由一个接头(31)和固定在其上的两个承击座(32)组成，接头(31)中部有一个允许土钉(1)穿过的孔，土钉穿过该孔后被固定在土钉上的套环(33)限制位置，接头(31)下部有与导轨(3)上的滑道吻合的滑板，接头(31)安放在导轨滑道之后，两个承击座(32)分别与两个锤击装置(6)的锤击头对应。
专利摘要本实用新型属于建筑机械。它由一根带有滑道和支架的长导轨3、一个可沿滑道滑动的滑架5、固定的在滑架上的锤击装置6,位于导轨3一端的进给驱动装置7和承击装置4组成,该承击装置将土钉1定位,导轨3的另一端有一个支架2,土钉1由承击装置4和支架2定位和支撑后与导轨3保持平行。本实用新型结构简单,成本低;体积小,施工效率高;重量轻,便于移动作业;能耗小,噪音小,可用于市区施工。
文档编号E02D5/74GK2291501SQ9720134
公开日1998年9月16日 申请日期1997年2月18日 优先权日1997年2月18日
发明者方雪松, 彭卫东 申请人:中航勘察设计研究院