CN89102449.2
1989.09.29
CN1042207A
1990.05.16
终止
无权
|||授权|||审定|||公开
E02D7/10
武汉市建筑工程机械广; 张庙康
张庙康; 董德明; 杨汉芳; 罗湘宁
湖北省武汉市汉阳区鹦鹉大街263号420050
东南大学专利事务所
沈廉;楼高潮
液压静动力压桩机是一种建筑压桩机械，它由进油系统、液压静力系统、夹紧机构及液压动力系统组成，其中液压动力系统由蓄能器、压力继电器、截止阀、二位四通电磁换向阀、压桩油缸、冲击油缸及锤钻组成，压桩油缸通过球形铰座与冲击油缸相连，进油系统的进回油路分别与压桩油缸的进回油路相连，冲击油缸为封闭结构，其活塞上设有轴向小孔。它既适用于软、硬地基施工，也适用于软硬变化的地基施工。
1、一种建筑压桩用的液压压桩机，它包括：进油系统、液压静力系统、夹紧机构，其特征在于在液压压桩机内增设了液压动力系统，该系统由蓄能器(14)、压力继电器(13)、截止阀(11)、二位四通电磁换向阀(9)，液控单向阀(8)和(10)、压桩油缸(15)、冲击油缸(17)及锤砧(18)组成，油缸的进、回油路分别与进油系统的进、回油路相连接，蓄能器(14)、截止阀(11)的一端、压力继电器(13)相连且与二位四通电磁换向阀(9)的工作口A相连接，液控单向阀(8)的出油口与油缸的回油路连接，进油口与油箱(1)连接，液控单向阀(10)的进油口与油缸进油口相连，其出油口与截止阀(11)的另一端相连，液控单向阀(8)和(10)的控制油路相连且与二位四通电磁换向阀(9)的排油口O相连，二位四通电磁换向阀(9)的工作口B与油箱(1)相连接，进油口P装一堵头。 2、根据权利要求1所述的液压压桩机，其特征在于压桩油缸（15）的活塞杆通过球形铰座（16）与冲击油缸（17）的活塞杆相连接。 3、根据权利要求1或2所述的液压压桩机，其特征在于冲击油缸（17）为一封闭结构，该封闭结构由冲击油缸（17）的端盖（26）和（27）、活塞杆及缸体组成，并且在其活塞周向上设有由轴向小孔组成的缓冲机构，缸体内的空间充满油液。
一种用于建筑打桩的液压静动力压桩机，涉及建筑机械。 施工预制桩可采用压入法和打入法。现有施工预制桩的桩工机械都是采用其中的一种方法进行施工。液压静力压桩机采用压入法施工，柴油锤、蒸汽锤和液压锤采用打入法施工，采用某种单一施工方法的桩工机械都有其缺点和局限性，采用压入法施工的液压静力压桩机，由于受到自身机重（加配重）的限制，只适于软弱地基施工。采用打入法施工使用最广泛的柴油锤，当地层软弱时，由于贯入度过大燃油不能爆发或爆发无力，桩锤反而跳不起来，而使柴油锤熄火，所以在软土地层使用柴油锤时，效率很低，且有废气、噪音等公害。液压冲击锤在打桩时，其冲击力直接作用于桩的顶端，容易损坏桩且机身高，故采用液压冲击锤打桩时对桩的要求高，桩必须有较高的配筋比，增加了打桩的成本，由于在打桩的全过程中始终利用液压冲击，所以，容易使液压锤的零件损坏，密封性能降低，以致液压锤的寿命缩短。 本发明的发明目的是提出一种低振动、低噪音、无环境污染、自重相对较轻的液压静动力压桩机，它适用于软地基施工及硬地基施工，也适用于软、硬变化的地基施工，它还可降低打桩的成本。 本发明由进油系统、液压静力系统、夹紧机构及液压动力系统组成，其中：液压动力系统由蓄能器（14）、压力继电器（13）、截止阀（11）、二位四通电磁换向阀（9）、液控单向阀（8）和（10）、压桩油缸（15）、冲击油缸（17）及锤砧（18）组成，油缸的进、回油路与进油系统的进、回油路相连接，蓄能器（14）、截止阀（11） 的一端及压力继电器（13）的一端相连接且与二位四通电磁换向阀（9）的工作口A相连接，液控单向阀（8）的出油口与油缸的回油路相连接，进油口与油箱（1）相连，液控单向阀（10）的进油口与油缸进油路相连，出油口与截止阀（11）的另一端相连接，液控单向阀（8）和（10）的控制油路相连且与二位四通电磁换向阀的排油口O相连接，二位四通电磁换向阀（9）的工作口B与油箱（1）相连接，其进油口P装一堵头，压桩油缸（15）与冲击油缸（17）的活塞杆可由球形铰座（16）相连接，从而可使进油系统的进、回油路只与压桩油缸（15）的进油路（23）、回油路（24）相连接，冲击油缸（17）为一封闭结构，该封闭结构由端盖（26）和（27）、冲击油缸（17）的活塞杆及缸体组成，在其活塞上设有由轴向小孔组成的缓冲机构并在油缸中充满油液。开始施工时，由于表土层较弱，可采用静力压入施工，断开三位四通电液换向阀（6）和二位四通电磁换向阀（9）间的控制电路，即二位四通电磁换向阀（9）的11F处于断电位置，若长期采用静压施工时，为提高蓄能器（14）的使用寿命，可将截止阀（12）打开，截止阀（11）关闭，此时，油泵（3）起动后，经滤油器（2）从油箱（1）吸入油，压力油经单向阀（5）进入各操作阀门，溢流阀（4）用于控制额定工作压力，並保护整个液压系统，首先由夹持机构油缸（19）把由起重机（21）起吊的预制桩（20）夹紧，操作按钮，使三位四通电液换向阀（6）的5F通电，左位接通，压力油通过为使左右两个压桩油缸（15）活塞动作同步的自调式集流分流阀（7），分两路进入左右两个压桩油缸（15）的上方，压桩油缸（15）的活塞通过球形铰座（16）和冲击油缸（17）的活塞连接成一体一起下压，当消除了冲击油缸（17）的活塞和锤砧（18）的最大间隙S时，开始进入静力压桩阶段，直至压桩油缸（15）的活塞达到下端点，压桩的一个行 程结束。然后，操作控制夹持机构油缸（19）动作，使夹持机构松开，操作按钮使三位四通电液换向阀（16）的6F通电，右位接通，压力油通过同步分流阀（7）分两路进入左右压桩油缸的下方，活塞连接体一起上提，当形成最大间隙S时，夹持机构框樑被上提直至压桩油缸活塞达到上端点，至此，一个工作循环结束。反复上述循环，直至达到设计要求的桩深或单桩承载力。当桩压到一定深度，遇到硬土层时，靠静压力已无法使桩深入地基，此时，首先将冲击行程控制电路接通截止阀12关闭，截止阀11打开，操作按钮，使三位四通电液换向阀（6）的5F通电，左位接通，油液通过液控单向阀（10），截止阀（11）向蓄能器（14）供油，当供油压力达到额定工作压力时，压力继电器（13）的触点接通，使5F断电，6F通电，压桩油缸（15）的活塞连接体就回程至一个由时间继电器控制的间隙S后，6F断电，5F通电，以及二位四通电磁换向阀（9）的11F通电单向，使液控单向阀（10）和（8）的控制油路与高压油接通，两液控单向阀反向通油、蓄能器（14）内的压力油通过截止阀（11）、液控单向阀（10）向压桩油缸（15）的上方快速供油，而压桩油缸（15）的下方通过液控单向阀（8）迅速回油至油箱，与此同时，三位四通电液换向阀（6）在左位工作，油泵（3）继续向压桩油缸（15）上方供油，压桩油缸（15）的活塞通过球铰连接座（16）和冲击油缸（17）的活塞连成一体一起逐渐加速向锤砧（18）冲击，冲击行程在10-2秒数量级的时间内完成，然后由时间继电器（13）控制，经过保压一段时间后，11F断电，二位四通电磁换向阀（9）换向，液控单向阀（10）和（8）的控制油路与低压回油路相通，反向不再导通，压力油通过液控单向阀（10）和截止阀（11）向蓄能器（14）供油蓄能，开始作下一次的冲击，冲击频率约为每分钟20次左右。为提高蓄能器（14）的使用寿命，本发明 在蓄能器（14）的油管上设一截止阀（12），截止阀（12）的另一端与油箱（1）相连接，在静压施工时，截止阀（12）打开，冲击施工时截止阀（12）关闭。 本发明克服了使用柴油锤桩工机械发出的噪音和对空气的污染及在城市施工中受到很大的限制。本发明具有液压静力压桩机的一切优点，可实现无污染，低噪音，低振动，文明施工，尤其适于在城区内施工，对周围建筑物和居民影响甚小。本发明可克服液压静力压桩机笨重的缺点，並能拓宽其适用范围，对地基土层没有严格要求。该机具有液压静力以及液压冲击等多种功能，并且能充分发挥压入法和打入法施工各自的优点。冲击油缸（17）之活塞上的轴向小孔可避免活塞连接体打在锤砧（18）上的反弹力直接传到油缸及其它金属构件上，这样可保护油缸，去除给油缸增加配重带来的不便。 图1是本发明的结构原理图。 图2是冲击油缸（17）的结构示意图。 图3是冲击油缸的A-A剖视图。 本发明可以这样来实现：进油系统由油箱（1）及标准件：过滤器（2）、油马达（3）、溢流阀（4）、单向阀（5）、三位四通电液换向阀（6）及两个自调式集流分流阀（7）和（22）组成，按图1所示连接。液压动力系统中的蓄能器（14）、截止阀（11）和（12），二位四通电磁换向阀（9）、压力继电器（13）均采用标准液压元件，为提高本发明的冲击效率，液控单向阀（8）和（10）均采用大口径液控单向阀，截止阀（11）和（12）的一端、蓄能器（14）、压力继电器（13）以及二位四通电磁换向阀（9）的工作口A通过油管连接在一起，截止阀（11）和（12）的另一端分别与液控单向阀（10）的出油口及油箱（1）相连接，液控单向阀（10）的出油口与油箱（1）相连接，液控单向阀（10）的进油口与压桩油缸（15）的进油路（23）相连，液控 单向阀（8）的进、出油口分别与油箱（1）和压桩油缸（15）的回油路（24）相连接，液控单向阀（8）和（10）的控制油路相连且与二位四通电磁换向阀（9）的工作口B与油箱（1）相连，在选择蓄能器、压力继电器和液控单向阀时应考虑其匹配问题，压桩油缸（15）采用普通油缸，冲击油缸（17）的缸体采用无缝钢管，两端盖（26）和（27）从活塞杆两端套入，由螺栓夹紧，在其缸体内注满油液，为防止泄漏，在两端盖的相应处增设O型密封圈及YX型密封圈，为补偿油液泄漏损失，在端盖（26）上设置补油孔，定期注油，活塞上设有若干轴向小孔，起隔振之用，活塞与缸体之间的间隙也将对缓冲有利，为避免压桩油缸（15）的活塞杆与冲击油缸（17）的活塞杆之轴线的不同心度对其连接的影响，本发明采用球形铰座（16）连接，进油系统的进、回油路分别与压桩油缸（15）的进油路以及回油路相连接，本发明的夹紧机构采用与液压静力压桩机基本相同的夹紧机构，考虑到液压冲击施工时，夹紧机构上要承受较大的冲击力，故夹持油缸（19）数量应4个以上，100吨以下的压桩机采用一排四只夹持油缸、160吨压桩机采用上、下两排各四只夹持油缸为宜。锤砧（18）放置在冲击油缸（17）的下方，用螺栓固定在夹紧机构上。夹紧机构的框樑与冲击油缸（17）相连。 本实施例采用两套上述液压动力系统，以放置桩（20）的桩孔之几何中心线为中心对称安装。
一种用于建筑打桩的液压静动力压桩机，涉及建筑机械。
施工预制桩可采用压入法和打入法。现有施工预制桩的桩工机械都是采用其中的一种方法进行施工。液压静力压桩机采用压入法施工，柴油锤、蒸汽锤和液压锤采用打入法施工，采用某种单一施工方法的桩工机械都有其缺点和局限性，采用压入法施工的液压静力压桩机，由于受到自身机重（加配重）的限制，只适于软弱地基施工。采用打入法施工使用最广泛的柴油锤，当地层软弱时，由于贯入度过大燃油不能爆发或爆发无力，桩锤反而跳不起来，而使柴油锤熄火，所以在软土地层使用柴油锤时，效率很低，且有废气、噪音等公害。液压冲击锤在打桩时，其冲击力直接作用于桩的顶端，容易损坏桩且机身高，故采用液压冲击锤打桩时对桩的要求高，桩必须有较高的配筋比，增加了打桩的成本，由于在打桩的全过程中始终利用液压冲击，所以，容易使液压锤的零件损坏，密封性能降低，以致液压锤的寿命缩短。
本发明的发明目的是提出一种低振动、低噪音、无环境污染、自重相对较轻的液压静动力压桩机，它适用于软地基施工及硬地基施工，也适用于软、硬变化的地基施工，它还可降低打桩的成本。
本发明由进油系统、液压静力系统、夹紧机构及液压动力系统组成，其中：液压动力系统由蓄能器（14）、压力继电器（13）、截止阀（11）、二位四通电磁换向阀（9）、液控单向阀（8）和（10）、压桩油缸（15）、冲击油缸（17）及锤砧（18）组成，油缸的进、回油路与进油系统的进、回油路相连接，蓄能器（14）、截止阀（11） 的一端及压力继电器（13）的一端相连接且与二位四通电磁换向阀（9）的工作口A相连接，液控单向阀（8）的出油口与油缸的回油路相连接，进油口与油箱（1）相连，液控单向阀（10）的进油口与油缸进油路相连，出油口与截止阀（11）的另一端相连接，液控单向阀（8）和（10）的控制油路相连且与二位四通电磁换向阀的排油口O相连接，二位四通电磁换向阀（9）的工作口B与油箱（1）相连接，其进油口P装一堵头，压桩油缸（15）与冲击油缸（17）的活塞杆可由球形铰座（16）相连接，从而可使进油系统的进、回油路只与压桩油缸（15）的进油路（23）、回油路（24）相连接，冲击油缸（17）为一封闭结构，该封闭结构由端盖（26）和（27）、冲击油缸（17）的活塞杆及缸体组成，在其活塞上设有由轴向小孔组成的缓冲机构并在油缸中充满油液。开始施工时，由于表土层较弱，可采用静力压入施工，断开三位四通电液换向阀（6）和二位四通电磁换向阀（9）间的控制电路，即二位四通电磁换向阀（9）的11F处于断电位置，若长期采用静压施工时，为提高蓄能器（14）的使用寿命，可将截止阀（12）打开，截止阀（11）关闭，此时，油泵（3）起动后，经滤油器（2）从油箱（1）吸入油，压力油经单向阀（5）进入各操作阀门，溢流阀（4）用于控制额定工作压力，並保护整个液压系统，首先由夹持机构油缸（19）把由起重机（21）起吊的预制桩（20）夹紧，操作按钮，使三位四通电液换向阀（6）的5F通电，左位接通，压力油通过为使左右两个压桩油缸（15）活塞动作同步的自调式集流分流阀（7），分两路进入左右两个压桩油缸（15）的上方，压桩油缸（15）的活塞通过球形铰座（16）和冲击油缸（17）的活塞连接成一体一起下压，当消除了冲击油缸（17）的活塞和锤砧（18）的最大间隙S时，开始进入静力压桩阶段，直至压桩油缸（15）的活塞达到下端点，压桩的一个行 程结束。然后，操作控制夹持机构油缸（19）动作，使夹持机构松开，操作按钮使三位四通电液换向阀（16）的6F通电，右位接通，压力油通过同步分流阀（7）分两路进入左右压桩油缸的下方，活塞连接体一起上提，当形成最大间隙S时，夹持机构框樑被上提直至压桩油缸活塞达到上端点，至此，一个工作循环结束。反复上述循环，直至达到设计要求的桩深或单桩承载力。当桩压到一定深度，遇到硬土层时，靠静压力已无法使桩深入地基，此时，首先将冲击行程控制电路接通截止阀12关闭，截止阀11打开，操作按钮，使三位四通电液换向阀（6）的5F通电，左位接通，油液通过液控单向阀（10），截止阀（11）向蓄能器（14）供油，当供油压力达到额定工作压力时，压力继电器（13）的触点接通，使5F断电，6F通电，压桩油缸（15）的活塞连接体就回程至一个由时间继电器控制的间隙S后，6F断电，5F通电，以及二位四通电磁换向阀（9）的11F通电单向，使液控单向阀（10）和（8）的控制油路与高压油接通，两液控单向阀反向通油、蓄能器（14）内的压力油通过截止阀（11）、液控单向阀（10）向压桩油缸（15）的上方快速供油，而压桩油缸（15）的下方通过液控单向阀（8）迅速回油至油箱，与此同时，三位四通电液换向阀（6）在左位工作，油泵（3）继续向压桩油缸（15）上方供油，压桩油缸（15）的活塞通过球铰连接座（16）和冲击油缸（17）的活塞连成一体一起逐渐加速向锤砧（18）冲击，冲击行程在10-2秒数量级的时间内完成，然后由时间继电器（13）控制，经过保压一段时间后，11F断电，二位四通电磁换向阀（9）换向，液控单向阀（10）和（8）的控制油路与低压回油路相通，反向不再导通，压力油通过液控单向阀（10）和截止阀（11）向蓄能器（14）供油蓄能，开始作下一次的冲击，冲击频率约为每分钟20次左右。为提高蓄能器（14）的使用寿命，本发明 在蓄能器（14）的油管上设一截止阀（12），截止阀（12）的另一端与油箱（1）相连接，在静压施工时，截止阀（12）打开，冲击施工时截止阀（12）关闭。
本发明克服了使用柴油锤桩工机械发出的噪音和对空气的污染及在城市施工中受到很大的限制。本发明具有液压静力压桩机的一切优点，可实现无污染，低噪音，低振动，文明施工，尤其适于在城区内施工，对周围建筑物和居民影响甚小。本发明可克服液压静力压桩机笨重的缺点，並能拓宽其适用范围，对地基土层没有严格要求。该机具有液压静力以及液压冲击等多种功能，并且能充分发挥压入法和打入法施工各自的优点。冲击油缸（17）之活塞上的轴向小孔可避免活塞连接体打在锤砧（18）上的反弹力直接传到油缸及其它金属构件上，这样可保护油缸，去除给油缸增加配重带来的不便。
图1是本发明的结构原理图。
图2是冲击油缸（17）的结构示意图。
图3是冲击油缸的A-A剖视图。
本发明可以这样来实现：进油系统由油箱（1）及标准件：过滤器（2）、油马达（3）、溢流阀（4）、单向阀（5）、三位四通电液换向阀（6）及两个自调式集流分流阀（7）和（22）组成，按图1所示连接。液压动力系统中的蓄能器（14）、截止阀（11）和（12），二位四通电磁换向阀（9）、压力继电器（13）均采用标准液压元件，为提高本发明的冲击效率，液控单向阀（8）和（10）均采用大口径液控单向阀，截止阀（11）和（12）的一端、蓄能器（14）、压力继电器（13）以及二位四通电磁换向阀（9）的工作口A通过油管连接在一起，截止阀（11）和（12）的另一端分别与液控单向阀（10）的出油口及油箱（1）相连接，液控单向阀（10）的出油口与油箱（1）相连接，液控单向阀（10）的进油口与压桩油缸（15）的进油路（23）相连，液控 单向阀（8）的进、出油口分别与油箱（1）和压桩油缸（15）的回油路（24）相连接，液控单向阀（8）和（10）的控制油路相连且与二位四通电磁换向阀（9）的工作口B与油箱（1）相连，在选择蓄能器、压力继电器和液控单向阀时应考虑其匹配问题，压桩油缸（15）采用普通油缸，冲击油缸（17）的缸体采用无缝钢管，两端盖（26）和（27）从活塞杆两端套入，由螺栓夹紧，在其缸体内注满油液，为防止泄漏，在两端盖的相应处增设O型密封圈及YX型密封圈，为补偿油液泄漏损失，在端盖（26）上设置补油孔，定期注油，活塞上设有若干轴向小孔，起隔振之用，活塞与缸体之间的间隙也将对缓冲有利，为避免压桩油缸（15）的活塞杆与冲击油缸（17）的活塞杆之轴线的不同心度对其连接的影响，本发明采用球形铰座（16）连接，进油系统的进、回油路分别与压桩油缸（15）的进油路以及回油路相连接，本发明的夹紧机构采用与液压静力压桩机基本相同的夹紧机构，考虑到液压冲击施工时，夹紧机构上要承受较大的冲击力，故夹持油缸（19）数量应4个以上，100吨以下的压桩机采用一排四只夹持油缸、160吨压桩机采用上、下两排各四只夹持油缸为宜。锤砧（18）放置在冲击油缸（17）的下方，用螺栓固定在夹紧机构上。夹紧机构的框樑与冲击油缸（17）相连。
本实施例采用两套上述液压动力系统，以放置桩（20）的桩孔之几何中心线为中心对称安装。
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液压静动力压桩机是一种建筑压桩机械，它由进油系统、液压静力系统、夹紧机构及液压动力系统组成，其中液压动力系统由蓄能器、压力继电器、截止阀、二位四通电磁换向阀、压桩油缸、冲击油缸及锤钻组成，压桩油缸通过球形铰座与冲击油缸相连，进油系统的进回油路分别与压桩油缸的进回油路相连，冲击油缸为封闭结构，其活塞上设有轴向小孔。它既适用于软、硬地基施工，也适用于软硬变化的地基施工。 。
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