专利名称：大型可调偏心力矩振动桩锤的制作方法
技术领域：
本实用新型属工程建设机械的一种，主要用在建筑物或构筑物的基础施工中，作沉拔桩使用。
背景技术：
目前国内外由电机驱动的可调偏心力矩振动桩锤，最大功率仅为200KW，超过200KW的皆为联动式，即用两个或两个以上桩锤，按要求固定在一个大的焊接机座上，为了保证两锤或多锤同步振动，必需把它们的一根偏心轴用联轴器连接起来，这用于非可调偏心力矩振动桩锤上容易实现，但存在诸多问题。一是振幅无法调节，工作效果差；二是电机负载启动时，电流对电网冲击大，对变电设备和发电机组的容量要求高；三是启动和停车要经过共振区域，使设备承受额外载荷并增加了振动和噪声污染。然而，在可调偏心力矩振动桩锤上实现联动，虽然可以消除以上三个问题，但因振动锤还要变矩，即改变振幅，这又出现了一个各锤变幅同步问题。解决这个问题，既繁琐又需增加制造成本。另外联动式桩锤外形尺寸也较大，小直径的桩不好打，使用上受到限制。在大直径桩施工时，能量损失大，能效比低。鉴于当前港口建设和海上工程施工需求，研发大型单体可调偏心力矩振动桩锤就异常必要了。
实用新型内容鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种振幅可调、施工效率高以及能效比高的大型可调偏心力矩振动桩锤。
为了能解决上述技术问题，本实用新型是采取如下技术方案来完成的一种大型可调偏心力矩振动桩锤，包括有电机、箱体、偏心轴、偏心块、同步齿轮和液压油缸，所述偏心轴安装在箱体内，所述偏心轴上安装有偏心块和同步齿轮，其特征在于所述箱体上并列安装有两台200千瓦以上的电机，在箱体内安装有四根偏心轴，且该偏心轴成正方形布置，其中两根上偏心轴的同步齿轮安装在箱体内的前侧，另两根下偏心轴的同步齿轮安装在箱体内的后侧，从而构成了两个“双轴定向惯性分振动器”，所述上偏心轴上安装的偏心块与下偏心轴上安装的偏心块其静偏心力矩完全相同，在下偏心轴的下方安装有两端制有旋向相反的矩形大导程螺旋花键调整轴，所述大导程螺旋花键调整轴与前后螺旋花键套、前齿轮、后齿轮和液压油缸构成偏心力矩调整机构，在上偏心轴的同步齿轮下方与偏心力矩调整机构前齿轮之间设有过渡齿轮，所述偏心力矩调整机构的后齿轮与下偏心轴的同步齿轮相啮合。
本实用新型中，采用两台200千瓦以上的电机并列安装在箱体上，利用偏心力矩调整机构将两个“双轴定向分振动器”在箱体内部联动起来。所以在同等功率下，具有结构简单，造价低廉、操作简便和使用可靠等优点，特别适用于港口建设和海上工程。
在振动桩锤的工作过程中，偏心轴的连续转动会使偏心轴承产生温升，因而在箱体的前后两外侧安装轴承座的部位设有水套，该水套可供冷却水循环，以便迅速的降低偏心轴承温度，使桩锤可长时间连续工作。
在偏心轴上设有润滑油泵，并设置在箱体的前部，该润滑油泵可以强制润滑箱体内的零件，克服了传统振动桩锤在特殊工况下润滑不良的缺陷，从而实现该桩锤可打斜桩。
下面再结合附图进一步描述本实用新型的有关细节。
图1为本实用新型的外部结构图；图2为本实用新型图1的侧视图；图3为本实用新型激振器的正面示意图；图4为本实用新型图3沿A-A的剖示结构示意图；图5为本实用新型偏转轴和偏心块在静止状态的布置图；图6为偏心块转动45°的结构图；图7为偏心块转动90°的结构图；图8为偏心块转动135°的结构图；图9为偏心块转动180°的结构图；图中，标号1-电机，2-润滑油泵，4-偏心力矩调整机构，5-皮带轮，6-水套，7、7′-下偏心轴，8、8′-上同步齿轮，9、9′-上偏心轴，10-过渡齿轮，11-液压油缸，12-前齿轮，12′-后齿轮，13-后螺旋花键套，14-螺旋花键调整轴，15、15′-上偏心块，16、16′-下同步齿轮，17-箱体，18、18′-下偏心块，19-前螺旋花键套。
具体实施方式从图1、图2可以看到，本实用新型总功率达到400KW以上，属于大型振动桩锤。它由两个200KW以上电机1并列，轴伸相背，用螺柱与螺母固装在激振器箱体17上，动力由电机1，经窄V皮带通过皮带轮4，传给桩锤箱体17四偏心轴中的上偏心轴9、9′上。该两偏心轴皆以平键各固装有偏心块15、15′和同步齿轮8、8′，因而该两偏心轴就构成了一个“双轴定向惯性分振动器”，动力再由该分振动器左侧的同步齿轮8′，传给空套在下左侧偏心轴7′上的过渡齿轮10上。
在四偏心轴下左方，安装有偏心力矩调整机构，见图3，该机构前后各设有一个齿轮12、12′和一个旋向相反的前后螺旋花键套19、13，这两个前后花键套是以锥形滚子轴承，分别固装在激振器箱体内的前后轴承座上。前后套由一根两端制有旋向相反的螺旋花键调整轴14连接，它可在油缸11作用下，通过活塞杆推拉而轴向移动，从而使该机构上的前后齿轮12、12′反向旋转。
电机的动力，由窄V皮带通过皮带轮4传给上偏心轴9′，再由上偏心轴左侧的同步齿轮8′传给过渡齿轮10，再传给力矩调整机构的前齿轮12，进而通过前花键套19、螺旋花键调整轴14、后花键套13、后齿轮12′，最后直接传给激振器下左侧轴上的同步齿轮16′，至此传动终止。而下偏心轴7、7′同样也设有偏心块18、18′和同步齿轮16、16′，因此也是一个“双轴定向惯性分振动器”。
偏心力矩的调整与原理首先应在总装桩锤时，必须把箱内两个分振动器上的偏心块质心，都置于各二轴心连线的下方，并垂直向下，如图5，此时偏心力矩调整机构应为液压油缸大腔作用，活塞移动到液压油缸11的底部时，活塞杆全部伸出，螺旋花键调整轴14处在最后方。如在该位置启动电机或桩锤正在运转中，则该桩锤为偏心力矩最大状态。需要说明的还有三点，一是设定该偏心力矩调整机构前后两齿轮与同步齿轮速比为1，二是螺旋花键调整轴由最后方至最前方，其前后齿轮相对旋转180°。第三是取上分振动器作为参照，并把它的偏心块质心处于轴下方位置，作永久考虑。
图5～图8是偏心力矩调整过程的原理图，下面针对各偏心块的位置逐个进行说明
如图5所示，液压油缸11小腔作用，由活塞与杆拉动螺旋花键调整轴1/4油缸行程，此时下分振动器二偏心块相背各转45°，其质心距缩短至0.707倍，上下二分振动器偏心力矩之和就缩小近30％。
如图6所示，液压油缸11小腔继续拉至油缸1/2行程，下分振动器二偏心块相背各转了90°，质心距因Cos90°＝0，所以下分振动器惯性力相互抵消了，总偏心力矩只有最大的1/2，即为剩下的上分振动器一个的偏心力矩。
如图7所示，液压油缸11小腔再继续作用，拉出调整轴至油缸行程的3/4，二偏心块相背旋转135°，总偏心力矩又只有最大的近30％。
如图8所示，液压油缸11小腔作用到底，调整轴至最前方，二偏心块相背旋转180°，上下分振动器偏心力矩大小相等，方向相反，合力矩为零，桩锤就处于静止状态。如在此状态下启动或停止电机，桩锤就不会产生共振了，既保护了机件，又减小了噪声。如想偏心力矩由零至最大，只需油缸大腔作用就可以了。
本实施例中，为了能减少使用者的成本，提供两套偏心力矩不同的偏心块，一套为K＝4410Nm，n＝750r/min，另一套为K＝5700Nm，n＝660r/min。根据土质的不同，更换偏心块即可，因而提高了桩锤的性能，扩大了桩锤的使用范围。
权利要求1.一种大型可调偏心力矩振动桩锤，包括有电机(1)、箱体(17)、偏心轴、偏心块、同步齿轮和液压油缸(11)，所述偏心轴安装在箱体(17)内，所述偏心轴上安装有偏心块和同步齿轮，其特征在于所述箱体(17)上并列安装有两台200千瓦以上的电机(1)，在箱体(17)内安装有四根偏心轴(7，7′，9，9′)，且该偏心轴成正方形布置，其中两根上偏心轴(9，9′)的同步齿轮(8，8′)安装在箱体内的前侧，另两根下偏心轴(7，7′)的同步齿轮(16，16′)安装在箱体内的后侧，从而构成了两个“双轴定向惯性分振动器”，所述上偏心轴上安装的偏心块与下偏心轴上安装的偏心块其静偏心力矩完全相同，在下偏心轴的下方安装有两端制有旋向相反的矩形大导程螺旋花键调整轴(14)，所述大导程螺旋花键调整轴(14)与前后螺旋花键套(13，19)、前齿轮(12)、后齿轮(12′)和液压油缸(11)构成偏心力矩调整机构(4)，在上偏心轴的同步齿轮下方与偏心力矩调整机构前齿轮(12)之间设有过渡齿轮(10)，所述偏心力矩调整机构的后齿轮(12′)与下偏心轴的同步齿轮(16′)相啮合。
2.根据权利要求1所述的大型可调偏心力矩振动桩锤，其特征在于在箱体(17)的前后外两侧安装轴承座的部位设有水套(6)。
3.根据权利要求1或2所述的大型可调偏心力矩振动桩锤，其特征在于在偏心轴(7)上设有润滑油泵(2)。
专利摘要本实用新型公开了一种大型可调偏心力矩振动桩锤，其主要特征在于所述箱体上并列安装有两台200千瓦以上的电机，在箱体内安装有四根偏心轴(7，7′，9，9′)，且该偏心轴成正方形布置，其中两根上偏心轴的同步齿轮(8，8′)安装在箱体内的前侧，另两根下偏心轴的同步齿轮(16，16′)安装在箱体内的后侧，从而构成了两个“双轴定向惯性分振动器”，所述上偏心轴上安装的偏心块与下偏心轴上安装的偏心块其静偏心力矩完全相同，在下偏心轴的下方安装有两端制有旋向相反的矩形大导程螺旋花键调整轴(14)，所述大导程螺旋花键调整轴(14)与前后螺旋花键套(13，19)、前齿轮、后齿轮(12′)和液压油缸构成偏心力矩调整机构(4)，在上偏心轴的同步齿轮下方与偏心力矩调整机构前齿轮之间设有过渡齿轮(10)，所述偏心力矩调整机构的后齿轮与下偏心轴的同步齿轮(16′)相啮合。本实用新型具有造价低廉、操作简便，使用可靠等特点。
文档编号E02D7/18GK2871650SQ200620008319
公开日2007年2月21日 申请日期2006年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者曹荣夏, 曹盛夏 申请人:浙江振中工程机械股份有限公司