CN102864771A - 振冲器专用电动底盘 - Google Patents

Abstract

一种组合式全电动的装有自动控制执行装置的振冲器专用电动底盘。可分解拆卸用普通卡车装运。总重不过十多吨但装有电动地锚具有50吨以上的拔钻力。遥控操作，电控系统装有自动提钻反复冲击防夹钻装置，振冲器钻进中遇到阻力突然增大时自动提钻并反复上下冲击直到正常钻进，远比人工反应灵敏可靠，从而完全避免了夹钻事故发生。万一夹钻电动地锚可迅速钻入地下使底盘牢牢固定于地面拔钻。可按用户要求加装定位接收装置和执行程序使设备按既定坐标自动找桩位钻孔。电动底盘不烧油不冒烟，维修费用极低使用成本更低。完全避免了夹钻事故发生又具有一旦夹钻时的应急拔钻能力。使用本专用电动底盘将结束人工操作履带吊导致夹钻事故频发的历史。

Description

振冲器专用电动底盘

技术领域

本装置属于桩工机械。具体说是一种专门用于悬挂振冲器，不烧油全电动，遥控操作自动提钻防夹钻，加装定位自控装置后可按设定桩位坐标自行作业的组合式振冲器专用电动底盘。

背景技术

采用振冲成孔碎石桩加固软土地基，已有数十年历史。但是迄今为止没有用于悬挂振冲器的专用底盘，一直都是悬挂在履带起重机(履带吊)或汽车吊这类通用设备上施工。目前最大的振冲器其功率可达180kw，成孔直径1.2m成孔深度35m，但其重量不过几百公斤，连同其上部的吊管、电缆、水管、高压气管等加起来，总重量一般不超过3吨，最大的也不超过10吨。用一台15吨小型吊车悬挂行走足矣。但工地实际采用的是50吨以上甚至超过百吨的大型履带吊和汽车吊。这看似极不合理却不得不为之的原因在于：冲振成孔施工中常常发生夹钻现象。一旦夹钻所需的拔钻力远远超过振冲器与吊管总重量十多倍。因此不能用小吨位吊车。我们常可见到一个工地数十台履带吊和汽车吊悬挂着振冲器施工，其吨位最小的是50吨，场面实在壮观。但也确实存在巨大的节能改进空间。

一台50吨级的履带吊，其自重将近50吨，底盘不能拆卸分解。运输时必须采用大型平板车整体装运，运输费用相当高。有的偏僻工地如中小型水库大坝难以运进去，只好改用50吨以上汽车吊。悬挂着振冲器钻进与起吊重物不同，夹钻时拔钻力需要多大无法事先预知。履带吊的吊臂是两端铰座的压杆结构，用履带吊拔钻顶多是拔不出来；而汽车吊的吊臂是悬臂梁结构，如拔钻心切一不小心就会将吊臂折断。使用汽车吊做底盘悬挂振冲器施工吊臂折断经常发生，四川会理黎溪水库大坝工地就连续折断过吊臂。

如此严重的夹钻事故能否避免？完全可以。有振冲桩施工经验的老工人都知道：夹钻前钻进阻力会突然增大，只要盯住反映振冲器电路电流强度的电流表，发现电流突然增大时迅速提钻，提了放、放了提，反复几次冲击直至正常，就避免了夹钻事故。可惜汽车吊履带吊是吊装作业为主的通用设备，绝对不能让它们具备吊起重物自动上下冲击的功能，这种动作只能人工操作。但操作司机即使个个熟悉振冲桩施工，人工操作始终盯着电流表也有疲劳放松警惕的时候，一不留神夹钻事故已经发生。

振冲器都是电动的，汽车吊和履带吊却要烧油，工地上有廉价方便的电力无法利用。如今的油价逮住机会就拼命涨。设备运输成本，设备使用中的烧油成本，占去原本价廉的碎石桩成本中很大一部分。

因此，我们有必要为振冲器设计一种专用底盘。要求它：一、自身重量轻，采用组合式结构便于分解装运。能悬挂10吨以内的振冲器行走，但必须同时具有足够的超过50吨达到80～100吨的拔钻能力，而且拔钻时的反力不允许用增加配重的办法解决以降低底盘自重。二、不烧油不冒烟，全电动。可遥控操作。钻到预定深度自动提钻，让设备本身具备有振冲桩施工经验的老工人那样的处理夹钻能力：钻进中如遇阻力突然变大有可能夹钻时设备会自动迅速提钻，提后又放、放后再提，多次反复冲击直到正常钻进。加装定位装置自控程序后可以使设备按设定的桩位坐标自行定位作业。

发明内容

我们要解决的技术问题是：设计一种组合式结构便于拆卸分解装运的、自重轻的、全电动可遥控操作的、钻至预订深度或者钻进阻力突变时能够自动提钻并反复下钻提钻形成冲击的、可加装定位系统自行找桩位施工的振冲器专用电动底盘，并且使其在不增加配重的条件下具有超过50吨以上的拔钻能力。

我们解决上述技术问题的方法是：设计一种组合式振冲器专用电动底盘，其由吊臂、起重平台、主卷扬、配电控制系统、配重、回转支承、支承梁、履带行走系统等组成，其特征在于：起重平台的后端装有两只可调整其间距离的电动地锚，配电控制系统中装有遥控接收装置、在读取振冲器电路中电流强度的互感器回路中串联有过电流继电器，其常开节点与主卷扬提升开关接触器相接，当振冲器电路中电流强度达到报警值时，过电流继电器将主卷扬提升开关接通，使振冲器上提，随之下落而反复提、落冲击，直至正常钻进。控制系统中还装有GPS定位接收装置并装有按输入的既定坐标和执行程序的自动控制执行装置。

附图说明

专用电动底盘的结构通过附图来说明：

图1.悬挂振冲器的电动底盘整体图

图2.底盘后部俯视图(主要表现起重平台与摆腿间位置关系)

图3.电动地锚结构

图中：1.振冲器，2.履带行走系统，3.回转支承，4.起重平台，5.振冲器吊管，6.吊臂，7.钢丝绳，8.水管、电缆、高压气管组合，9.控制室及配电柜，10.主卷扬，11.电动地锚，12.配重，13.摆腿，14.方孔驱动盘，15.链条，16.电机减速机，17.小支架定滑轮，18.加压动滑轮，19.加压转动座，20.方形钻杆，21.地锚小支架，22.小卷扬机，23.地锚钻头，24.销，25.摆腿调节杆。

具体实施方式

由图1图2可知：本底盘由可拆卸的几大部件组成：

1.大臂6可分解为底节，3m节、6m节、9m节各若干和顶节。

2.起重平台4和回转支承3以及支承梁。装运时支承梁转动到与起重平台4同方向的位置。

3.履带行走系统2左右二条。由电动机通过减速箱、链轮驱动。装运时由支承梁上拆下。

4.配重12在底盘吨位小如振冲器加吊管总重3吨以内时是一空铁箱，运到工地后安装在起重平台4的后端。在箱内装上碎石作配重，运输时作容器。底盘吨位较大时若空箱体积过大不宜采用。

5.电动地锚11左右各一共两台，各装在左右摆腿13上。摆腿摆动时两地锚间距离发生变化，以此调整其间距。(此处除了用摆腿也可采用地锚在一横梁上伸缩的办法调整间距。)由方形钻杆20和钻头23通过销子24连接而成。运到工地后组装。施工时被小卷扬22的钢丝绳拉离地面便于底盘行走。用调节杆25调整摆腿使两地锚位于所打振冲桩之间的适当位置上。当夹钻时立刻启动左右驱动装置同时通过小卷扬施压，地锚钻入地下将整个底盘牢牢钉在地面上便于强行拔钻。据实测每只地锚钻入地面下1.5m即可获得20吨以上抗拔力，满足拔钻需要。本底盘电控系统中安装了自动提升下落反复冲击的控制装置，已经防止了夹钻事故。但万一夹钻又不能临时束手无策必须将其拔出来。专用电动底盘的总重量不足50吨履带吊的1/3，但它既解决了拔钻所必需的巨大拔钻反力，又在正常施工中不需搬动几十吨重量做无用功。

图3表示一种电动地锚结构。电动机通过减速机16和链条15驱动地锚转盘14，转盘中有方孔驱动插入其中的方形钻杆20转动，开始钻地时必须用小卷扬22对钻杆施压，钻入地下后继续驱动钻杆转动，地锚就跟自攻螺钉一样钻入地下。起锚时反转，地锚钻头退出地面后用小卷扬机22提离地面。链条是整个传动链中的柔性环节，便于电动机启动。专为地锚设计的钻杆内圆外方，既抗扭又抗拉抗弯。

电动地锚是本电动底盘得以轻型化行走的关键部件。可有多种型式如油缸加压液压驱动。图3表示的外方内圆钻杆用链条驱动和钢丝绳加压是比较简单的一种。经实验比较外方内圆钻杆最不容易拉弯。

电动地锚是本专用底盘的最后一道防线。本底盘具备了报警前自动提升自动反复冲击直至正常钻进的功能后，已经完全避免了夹钻的发生。自动化的电控反应远比人工反应灵敏，比人的警觉可靠。本专用电动底盘因为采用电驱动，在电控系统中，安装限位开关安装遥控接收器实现遥控操作相当容易。这些装置，都已有定型产品，作为另配件出售，买来按标明的接线要求装上去就行，无须追究其内部结构。全电动的电控系统还有一大优点是可以按用户的要求加装价格目前尚较贵的GPS定位系统，输入自控程序后实现完全自动化作业。大大节省人力同时大大提高生产率，也大大降低能耗。本专用电动底盘不烧油不冒烟自然也减少了大气污染对每个人的生存环境有利。

综上可述，本专用电动底盘取代现有的履带吊汽车吊的优势非常明显：

1、价廉。结构简单牢固，制造成本低，维修成本更低。据估算其制造成本不到同吨位履带吊的1/3。大大降低了施工成本。

2、节能。本底盘是自重很轻，仅为具同样拔钻力的履带吊重量的1/3左右。自重轻耗能就少，不带着几十吨重量跑来跑去做无用功。

3、杜绝了夹钻事故发生。自动提钻下钻反复冲击技术使夹钻事故已经完全得以避免。万一发生夹钻本专用电动底盘也具有足够强的拔钻能力。这两大特点是对振冲器施工技术的重大改进。

4、不烧柴油不冒烟，有利于环境保护。利用工地方便电力，使用成本远比烧油的汽车吊、履带吊都低。

5、效率高，节省人工。能够实现自动化无人操作施工。

采用本专用电动底盘将结束数十年来振冲器借用履带吊和汽车吊这类通用底盘人工操作，导致夹钻事故频发的历史。

Claims (3)

1.一种振冲器专用电动底盘，其由吊臂、起重平台、主卷扬、配电控制系统、配重、回转支承、支承梁、履带行走系统等组成，其特征在于：起重平台的后端左右摆腿上装有两个电动地锚，配电控制系统中装有遥控接收装置，读取振冲器电路中电流强度的互感器回路中串联有过电流继电器，其常开节点与主卷扬提升开关接触器相接，当振冲器电路电流强度达到报警值时，过电流继电器将主卷扬提升开关接通，使振冲器上提，随之下落而反复提、落冲击，直至正常钻进。

2.一种如权利要求1所述的振冲器专用电动底盘，其特征在于：所说的配电控制系统中装有定位接收装置并装有按输入的既定坐标和执行程序的自动控制执行装置。

3.一种如权利要求1所述的振冲器专用电动底盘，其特征在于：所说的电动地锚钻杆内圆外方用链条驱动，并且与驱动其转动的电机减速机和对其加压、提升的小卷扬机及三角支架安装在同一条摆腿上。

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