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产品结构 P r o d u c t s a n d S t r u c t u r e s 1 在利用挖掘机移动、 回转功能的基础上 ， 设 计专 用下锚动力头 安装装置 ， 进行螺旋锚安装施工 ， 开发出 既可整坡 ， 又可锚固的施工设备 ， 实现一机多能 ， 提 高了 设备的利用率。 2 可以选择履带式挖掘机 ， 以适用恶劣路况， 如滑 坡抢险 ； 路况较好时 ， 也可以选择轮式挖掘机配合使用。 3 该设备的安装装置与一般螺旋地锚车不同 ， 采用 给进机构与卡紧机构结合的方式，带动回转箱沿导轨工 作 ， 实现长杆的分段拧入 ， 受力合理 ， 方向精准， 并减少 了 对杆长的限制。 4 采用电液控制的方法， 通过电磁阀实现对液压系 统的控制 ， 避免了多路油路的困扰 ， 布局简洁 ， 操作容易， 一 般的挖掘机司机都能操作。 5 安装装置与挖掘机的对接包括机械、 液压及电气 3 个方面 ， 装、 卸均比较方便。 野外试验表明，应用该设备能够使土坡加固速度明 显提高， 并大幅减少人员需要， 且能适应恶劣路况， 提高 了快速反应能力和机动性。 与螺旋地锚车相比 ， 该设备以 挖掘机为依托 ， 两种设备间的操作人员有互通性 ， 调用方 便 ， 且设备购置与使用成本显著降低。 参考文献 m 汪滨． 螺旋锚技术及其在I程中的应用【 M】 ． 北京 中国水利 水 也出版社 ， 2 0 0 6 ． 1 2 】翟建团 李娇娇， 谢玉敏 螺旋地锚车的研制s应用田． 石油 机械， 2 0 1 2 3 3 9 - 4 1 ． [ 3 l姚忠杰 ． 李亚洲 王玉洁 ， J i ． HL Z5 1 6 0 T DM- A型多功能螺 旋地锚车的研翩m客 车技术． 2 0 1 3 3 2 9 3 1 ． 【 4 】 汪滨． 李军 ． 邓g_螺旋锚加固滑坡抢险I程车的研制田水 利 电力机械 ． 2 0 0 7 1 1 1 6 -1 8 ． 【 5 1张铁． 液压挖 掘机结构 、 原理及使 用[ M1 ．北 京 石油 大学 出 版社 ， 2 0 D 2 ． 通信地址 江苏南京南京水利科学研究院 2 1 0 0 2 9 收稿日期 2 0 1 3 1 2 1 6 ZGY6 0型履带式液压打桩机 姚庆昌 ’ ， 孟凡荣 ， 王金星 0 ， 高飞 1 ． 泰安嘉和重工机械有限公司； 2 ． 山东农业大学山东省园艺机械与装备重点实验室； 3 ． 山东农业大学机械与电子工 程学院； 4 ． 山东省泰安市农业机械科学研究所 摘要 I Z G Y 6 0型履带式液压打桩机主要由附设推土铲的履带式液压驱动底盘 、 3 6 0 。回转机构 、 0 - 5 0 0 mm 横向移动 伸缩架、 1 5 。多方位调节机构、 俯仰装置、 桩架、 高频冲击器及挂接装置组成。 该机采用液压先导操控， 可用于油田井架拉 索 、 铁路栏栅桩杆 、 公路分隔护栏路桩及电力线路拉杆的锚固。 关键词 履带式； 液压先导 ； 多方位调节； 3 6 0 。全回转； 打桩锚固 目前， 铁路两侧分隔栅栏桩杆 、 高速公路及市 内路面 分隔护栏路桩 、 电力线路拉杆 、 风力发 电机地桩以及油田 井架拉索的安装锚固 ， 作业量大 ， 劳动强度高 ， 作业场地 复杂 ， 主要依靠人工手动或半机械化施工 ， 迫切需要一种 作者简介 姚庆昌 1 9 6 3 一 ， 男， 山东人 ， 高级工程师 ， 研究方向 行走机械。 他I l 份 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 霏和械 第 4 5卷 I 第5 期 总第 4 8 7 期 小型桩工机械实现作业的机械化。 针对上述要求 ， 我公司 成功开发了 Z G Y 6 0 型履带式液压打桩机 。 1 主要技术参数 通用桩杆直径 m m 最大桩杆长度 mm 最小作业半径 mm 冲击频次 次／ m i n 进给推力 k N 爬坡能力 ％ 轨距 mm 轴距 mm 发动机额定功率 k w ／ 转速 r ／ m i n 整机质量 k g 2 主要结构组成及特点 8 0 2 5 00 2 0 0 0 9 50 35 ≥ 5 0 1 48 0 1 99 0 4 8／ 2 20 0 6 00 0 Z G Y 6 0 型履带式液压打桩机整体结构如图 1 所示 ， 该机采用液压先导操控 ， 由液压缸推进桩杆 ， 高频冲击锚 固 ， 工作 台可 3 6 0 。回转 ， 伸缩架可在 0 - 5 0 0 r n r n范 围内 横 向移动 ， 桩架能够在 1 5 范围内俯仰和摆动 ， 可作多 ● ／／／ l ] { | ～ 氢{ q 辈 ‘ F j ＼t ，|| l， l ＼ ＼ | l 7 l 6 l 5 l 4 1 3 l 2 l 1 1 0 9 1 ． 冲击箱2 ． 挂接装置3 ． 移动滑台4 ． 链条上张紧 器5 ． 进给链条6 ． 进给液压缸7 ． 俯仰液压缸8 ． 操作室9 ． 回转平台 1 O ． 横移伸缩液压缸1 1 ． 移动 支架 l 2 ． 横移伸缩架 1 3 ． 进给滑块1 4 ． 链条下张 紧器1 5 地爪1 6 ． 导向座1 7 ． 通用桩杆 图 1 Z G Y6 0型履带式液压打桩机整体结构 方位调节 ， 与现有柴油打桩机、 蒸汽打桩机及射水打桩机 相 比， 具有更好 的使用灵活性和适应性 ， 且施工质量好 ， 效率高 ， 污染小， 安装简单方便。 2 ． 1 桩架横移伸缩机构 桩架相对车架的横向移动范围为 0 5 0 0 r n r n ， 为了保 证桩架横移伸缩时的平稳性和精度 ，要求其移动速度平 缓 ， 且可以实现左右双 向移动， 如图 2 所示 。采用一双作 用液压缸 横移伸缩液压缸 作为横移伸缩机构的主动 件 ， 将其一端与固定在 回转平 台上 的机架支耳连接 ， 另一 端通过销轴与横移伸缩架连接。横移伸缩架 的前端与俯 仰架 的下端铰接 。横移伸缩架由导向支撑架支撑并可沿 导向槽往复移动 ； 当横移伸缩液压缸活塞杆收缩时 ， 横移 伸缩架向右横移 ； 当液压缸活塞杆伸出时 ， 横移伸缩架向 左横移。 1 ． 俯仰架2 ． 俯仰液压缸3 ． 横移伸缩架4 ． 销轴 5 ． 滚轮6 ． 导向支撑架7 ． 横移伸缩液压缸8 ． 机 架支耳9 ． 移动支架1 0 ． 俯仰液压缸1 1 ． 横移伸 缩架支耳1 2 ． 俯仰架上支耳 图2 桩架横移伸缩与俯仰机构 桩架横移伸缩机构可使桩架相对于车架横 向移动 ， 以实现桩架两 自由度寻找桩位 ，扩大了一次移机的工作 范围。 2 ． 2 桩架俯仰机构 如图 2 所示 ， 俯仰架与横移伸缩架支耳铰接 ， 俯仰液 压缸前端与俯仰架上支耳铰接， 后端与移动支架铰接。当 作业面倾斜或凸凹不平时， 通过俯仰液压缸 的伸缩 ， 带动 俯仰架上端绕下端铰接轴 向后或 向前倾斜 ，从而调节桩 架 角度 使其垂直 于作业面 ，俯仰架俯仰摆动 角度 为 1 5 。 ； 当桩杆摆 动至作业位置后 ， 俯 仰液压缸不再动作 ， 俯仰架与俯仰液压缸和横移伸缩架组成一刚性体 ，为打 桩机工作提供稳定的支撑 。 桩架俯仰机构既可随横移伸缩架往复移动 ，也可 自 2 0 1 4 5 I 工 稚 矗 拭l 1 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 产品结构 Pr o du c t s a nd S t r u c t u r e s 行俯仰摆动 ， 其与桩架横移伸缩机构配合 ， 可实现桩架的 横向移动和俯仰摆动寻找桩位 ，这一特点使该机尤其适 合斜坡和复杂作业面 ，能最大限度地保证桩杆与锚固面 的垂直 ， 从而提高 了打桩机的作业环境适应能力， 并有效 提高了锚固作业的施工质量。 2 ． 3 桩架摆动机构 桩架摆动机构可在桩架横移伸缩到达桩位后，与桩 架俯仰机构配合 ， 进行正交摆动调节 。如图 3 所示 ， 桩架 通过螺栓与摆动架连接， 摆动轴通过花键 与摆动架固定 ， 使两者不能产生相对转动 ； 俯仰架与摆动轴铰接 ； 摆动液 压缸通过销轴分别与摆动架和俯仰架铰接 。当打桩机桩 架需要进行摆动调节时 ，通过摆动液压缸伸缩带动摆动 架绕摆动轴摆动至所需作业桩位 ， 从而实现摆动调节 ， 以 适应不同斜度的作业面。 4 3 1 ． 摆动液压缸2 ． 摆动轴3 ． 俯仰架4 ． 摆动架 图 3 桩架摆动机构 2 ． 4 桩杆举升和锚固机构 如图 4 所示， 在桩架内部设置进给液压缸、 进给滑块 、 进给链条机构及进给导向滑道； 在桩架的上部设置链条上 张紧机构； 在桩架的下部设置稳定桩架的地爪、 导向座； 在 桩架的侧面设置移动滑台和山形导轨； 挂接装置固定在移 动滑 台上， 液压冲击箱悬挂在挂接装置上 ， 其下部的冲击 锤与桩杆 结合 ； 移动滑 台通过进给链条绕过上、 下张紧轮 与进给滑块相连； 进给滑块与进给液压缸铰接。 作业时 ， 通 过进给液压缸伸缩带动进给滑块沿着设置在桩架内的进 给导向滑道上下往复移动 ， 进而带动设置在移动滑台上的 挂接装置连同冲击箱和桩杆一起沿山形导轨上下运动 ， 使 桩杆在推力和冲击的双重作用下在指定位置锚固。 2 0 I 工 稚 缸 敞 I 加 1 ．4 ’5 5 1 ． 冲击箱2 ． 挂接装置3 ． 移动滑台4 ． 链条上张紧 器5 ． 进给链条6 ． 进给液压缸7 ． 进给滑块8 ． 链 条下张紧器9 ． 地爪1 0 ． 导向座1 1 ． 通用桩杆 图4 桩杆举升和锚固机构 与进给液压缸铰接的进 给滑块上下各有一滑轮组 ， 链条绕在滑轮组之间。 进给液压缸伸缩时 ， 链条也被拉长 或缩短相应 的距离，而冲击箱上升或下降的距离是进给 液压缸伸缩行程的 2 倍， 即该机构的传动倍率为 1 2 。 冲 击箱与提升机构具有 1 2的传动倍率， 可以较小的液压 缸伸缩行程获得较大的工作升降量 ，并以较小的液压缸 伸缩速度获得较大的工作提升和释放速度 使冲击箱快 速提升和释放 ， 从而获得较高的作业效率。 2 ． 5回转支承装置 回转支承装置是履带式液压打桩机的重要组成部分， 主要用于承载回转平台以上所有部件的重量及工作载荷， 并 实现上车部分相对行走装置的回转运动。 Z G Y 6 0 型履带式液压打桩机上车质量大 ，而且其所 处工况不同于液压挖掘机的频繁 回转工况 ，故选用了低 速大转矩的传动方式。 如图 5 所示， 回转支承装置主要包 括回转支承 、 回转液压马达和回转减速器等。 2． 6 整机液压系统 整机液压系统原理图如图 6 所 示 ，该机采用液压 先导操作控制 ， 主液压泵为两变量柱塞泵加一个定量齿 轮泵 。 桩架的横 向伸缩移动、 俯仰 、 摆动调节和冲击锚固 由两变量柱塞泵提供动力， 变量柱塞泵的外负载特性可 使桩架的各种调节定位更灵活准确 ； 桩架的举升 、 回转 平台的回转和推土铲的工作由定量齿轮泵提供动 力。 为 提高桩架横向移动和俯仰调节 的效率 ， 液压缸无杆腔的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 缸 拭 第 4 5 卷 J 第5 期 总第 4 8 7期 2 3 1 ． 回转减速器2 ． 回转液压马达3 ． 回转支承 图 5 回转支承 进油系统采用双泵合流； 系统的定量齿轮泵可为桩杆的举 升、 锚固提供稳定的压力和流量 ， 使整机工作更加平稳 。 3结束语 Z G Y 6 0型履带式液压打桩机已获国家实用新型专 利授权 ， 专利号 Z L 2 0 1 2 2 0 6 8 4 3 3 2 ． 2 。该机采用履带式液 压驱 动底盘 ， 桩架横移伸缩、 俯仰及摆动机构 ， 桩杆举升 和锚固机构， 移动滑台以及二倍率结构， 可使工作时桩架 横向移动 0 - - - 5 0 0 m m、俯仰 1 5 ，摆动 1 5 ，回转 3 6 0 。 ， 实现多方位可调节作业。该机的应用， 解决了油 田 井架拉索 、 铁路栏栅 、 公路分隔护栏和 电力线路拉杆等劳 动强度大 ， 作业面复杂的桩杆锚固作业难题 ， 并实现 了小 型桩柱施工作业的机械化。 1 ． 左行走液压马达2 ． 中央回转接头3 ． 右行走液压马达4 ． 单向阀5 ． 推土铲液压缸6 ． 摆动 液压缸7 ． 横移伸缩液压缸8 ． 俯仰液压缸9 ． 桩杆进给液压缸 1 O ． 液压冲击器 1 1 ． 回转液压 马达1 2 ． 主控阀 1 3 ． 先导精滤l 4 ． 主液压泵1 5 ． 发动机l 6 ． 呼吸器1 7 ． 旁通阀 l 8 ． 吸油滤 芯1 9 ． 回油过滤器2 0 ． 油散热器2 1 ． 单向阀2 2 ． 右先导手柄2 3 ． 先导集油块2 4 ． 梭阀2 5 ． 左先导手柄2 6 ． 推土铲手柄2 7 ． 进给液压缸手柄2 8 ． 双联脚踏阀2 9 ． 电磁阀3 0 ． 蓄能器 图6 整机液压系统原理图 通信地址山东省泰安市泰山区宅子工业园 山东泰安裹和 重工机械有限公司 2 7 1 0 0 0 收稿日期 2 0 1 3 - 1 2 - 1 1 2 0 1 4 ’5 l 工 霏 杠 械l 2 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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