建筑基礎(chǔ)施工夯擴(kuò)樁機(jī)用卷?yè)P(yáng)機(jī)的研制

摘 要：該卷?yè)P(yáng)機(jī)是手動(dòng)變頻調(diào)速單卷筒單排繩雙出繩卷?yè)P(yáng)機(jī)。是通過(guò)交流變頻電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，通過(guò)手動(dòng)控制離合，通過(guò)大徑單排繩雙出繩卷筒控制兩根繩的同速收放，實(shí)現(xiàn)單卷筒同時(shí)控制夯擴(kuò)樁機(jī)振動(dòng)錘的提升和加壓功能。它是由交流變頻電動(dòng)機(jī)、電液制動(dòng)器、減速器、卷筒總成、卷?yè)P(yáng)機(jī)底架、手動(dòng)操作總成等組成。利用一個(gè)卷筒完成兩個(gè)卷筒的功能，同時(shí)又能調(diào)整提升和加壓速度，實(shí)現(xiàn)即時(shí)提升或加壓的功能。該卷?yè)P(yáng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，省時(shí)省力等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：夯擴(kuò)樁機(jī)；卷?yè)P(yáng)機(jī)；手動(dòng)變頻調(diào)速；單排繩雙出繩

中圖分類號(hào)：TU249.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）12-0229-01

1 使用背景

夯擴(kuò)樁機(jī)是建筑樁基礎(chǔ)施工中的一種設(shè)備，它是用來(lái)完成具有節(jié)能減排功能的復(fù)合載體樁的施工。此樁機(jī)的施工過(guò)程是，用帶加壓的振動(dòng)錘將護(hù)筒沉入土壤中到樁深，向護(hù)筒內(nèi)放置鋼筋籠，灌注混凝土到設(shè)計(jì)要求值，最后將振動(dòng)錘及護(hù)筒提到地平面上。這個(gè)過(guò)程加壓和提升都需要卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)完成。傳統(tǒng)夯擴(kuò)樁機(jī)的加壓和提升是用電動(dòng)恒速雙卷筒卷?yè)P(yáng)機(jī)中的兩個(gè)卷筒單獨(dú)作用來(lái)完成。一是加壓和提升換向操作不方便；二是電動(dòng)恒速加壓對(duì)較硬或硬質(zhì)等復(fù)雜地層的施工中，容易出現(xiàn)加壓過(guò)快，加壓力過(guò)大，從而將振動(dòng)錘悶住，嚴(yán)重會(huì)燒壞振動(dòng)錘電動(dòng)機(jī)；三是電動(dòng)恒速提升對(duì)流塑性比較大的地層容易出現(xiàn)縮徑斷樁等缺陷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工要求，設(shè)計(jì)制造出手動(dòng)變頻調(diào)速單卷筒雙出繩卷?yè)P(yáng)機(jī)。

2 結(jié)構(gòu)

該卷?yè)P(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是由交流變頻電動(dòng)機(jī)（序號(hào)1），電液制動(dòng)器（序號(hào)2），減速器（序號(hào)3），錐體離合器（序號(hào)4），卷筒（序號(hào)5），彈簧（序號(hào)6），推力軸承裝置1（序號(hào)7），主軸（序號(hào)8），制動(dòng)閘帶總成（序號(hào)9），推力軸承裝置2（序號(hào)10），滑動(dòng)鍵（序號(hào)11），頂桿（序號(hào)12），鋼球（序號(hào)13），多頭梯形螺桿（序號(hào)14），鎖緊圓螺母組（序號(hào)15），雙列調(diào)心軸承（序號(hào)16），帶多頭螺母的軸承盒（序號(hào)17），卷?yè)P(yáng)機(jī)座架（序號(hào)18），手動(dòng)操作總成（序號(hào)19）等組成。

3 工作原理

（1）卷筒與振動(dòng)錘之間鋼絲繩纏繞示意圖如圖2所示。卷筒為單排繩雙出繩，提升繩的一端固定在卷筒的A端面，加壓繩的一端固定在卷筒的B端面，卷筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，提升繩收繩，加壓繩等速放繩，此時(shí)將振動(dòng)錘向上提升。卷筒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，加壓繩收繩，提升繩等速放繩，此時(shí)將振動(dòng)錘向下加壓。

（2）如圖1所示，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)減速器（序號(hào)3）帶動(dòng)主軸（序號(hào)8）旋轉(zhuǎn)。松開制動(dòng)閘帶總成（序號(hào)9）的操作手柄，同時(shí)拉緊多頭梯形螺桿（序號(hào)14）的操作手柄，使多頭梯形螺桿（序號(hào)14）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，依次通過(guò)鋼球（序號(hào)13）、頂桿（序號(hào)12）、滑動(dòng)鍵（序號(hào)11）、推力軸承裝置2（序號(hào)16）、卷筒（序號(hào)5）、推力軸承裝置1（序號(hào)7）、壓縮彈簧（序號(hào)6），最終將錐形離合器（序號(hào)4）閉合，從而使主軸帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)。松開多頭梯形螺桿（序號(hào)14）的操作手柄，在彈簧（序號(hào)6）力的作用下，推開錐形離合器（序號(hào)4），帶動(dòng)卷筒（序號(hào)5）向右移動(dòng)，此時(shí)拉緊制動(dòng)閘帶總成（序號(hào)9）的操作手柄，使卷筒處于靜止?fàn)顟B(tài)。

（3）此卷?yè)P(yáng)機(jī)在夯擴(kuò)樁機(jī)上的實(shí)際運(yùn)用。施工前，根據(jù)地勘報(bào)告和經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整交流變頻電動(dòng)機(jī)的輸入頻率來(lái)調(diào)整卷筒轉(zhuǎn)速到某一值，將樁機(jī)樁點(diǎn)對(duì)好后，啟動(dòng)振動(dòng)錘，同時(shí)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)加壓，使卷?yè)P(yáng)機(jī)加壓繩收繩，在帶動(dòng)振動(dòng)錘及護(hù)筒沉入土壤的過(guò)程，觀察振動(dòng)錘工作電流和加壓繩的張緊度，當(dāng)振動(dòng)錘的工作電流超過(guò)額定值時(shí)，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)手動(dòng)操作手柄停止加壓，待振動(dòng)錘的工作電流低于額定電流時(shí)，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)手動(dòng)操作手柄斷續(xù)加壓收繩，確保振動(dòng)錘安全工作，直至設(shè)計(jì)深度，然后放置鋼筋籠，灌注混凝土到標(biāo)高后，啟動(dòng)振動(dòng)錘，同時(shí)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升，使卷?yè)P(yáng)機(jī)收縮提升繩，在提升的過(guò)程中，要根據(jù)地勘報(bào)告和經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)護(hù)筒出口經(jīng)過(guò)流塑性大的地層時(shí)，要通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的手動(dòng)操作手柄進(jìn)行斷續(xù)提升，讓護(hù)筒內(nèi)的混凝土充分流出，通過(guò)振動(dòng)錘的振動(dòng)擠壓到流塑層里，使此處混凝土的壓力增大，避免樁的縮徑和斷樁，直到通過(guò)流塑層，恢復(fù)正常提升至護(hù)筒底口出地面。

4 結(jié)語(yǔ)

手動(dòng)交流變頻調(diào)速單卷筒單排繩雙出繩卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)用到夯擴(kuò)樁機(jī)上，該產(chǎn)品的整機(jī)組合合理，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了樁的質(zhì)量和施工效率，降低了施工成本，簡(jiǎn)化了操作程序，得到用戶的大力推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：薛淑華（1964-），女，遼寧沈陽(yáng)，從事機(jī)械設(shè)計(jì)及制造工作，高級(jí)工程師。