專利名稱：一種振動(dòng)打樁錘的偏心裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種建筑工程機(jī)械的打樁錘，特別涉及的是一種振動(dòng)打樁錘的改進(jìn)發(fā)明，具體涉及的是打樁錘偏心裝置的發(fā)明。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，振動(dòng)打樁錘的偏心裝置的基本原理是應(yīng)用固定于兩根同步反轉(zhuǎn)軸上的一對以上偏心體在一定轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的離心力合力(又稱激振力)使激振器在垂直方向振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)打樁的目的，所產(chǎn)生的離心力合力P＝kω2cos(ωt)/g＝Lmω2cos(ωt)其K＝Lmg，即偏心力矩，L為偏心體相對于軸心的偏心距，m為偏心體的質(zhì)量，ω為偏心軸的角速度，t為時(shí)間，這種振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，在起動(dòng)前由于重力作用，偏心體的質(zhì)心必定在偏心軸的下方，要使其起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，必需消耗電機(jī)的起動(dòng)功率，并且這是一種滿荷載起動(dòng)，因?yàn)槠捏w的轉(zhuǎn)動(dòng)是從零開始，起動(dòng)時(shí)耗電非常大，實(shí)際工作的振動(dòng)錘起動(dòng)電流超過正常電流的七倍，嚴(yán)重地影響電網(wǎng)電源的穩(wěn)定，且消耗能源，有時(shí)還會因?yàn)殡娋W(wǎng)電源功率低而難以起動(dòng)，故其在出廠時(shí)必須告知用戶其工地附近的變壓器容量必須大于電機(jī)功率的四倍以上，為解決起動(dòng)困難，選定電機(jī)功率時(shí)要比實(shí)際正常工作所需要的功率高出很多，使電機(jī)功率的利用率大大降低，無形中消耗能源。數(shù)十年來，人們企圖研制出一種既有在零荷載狀態(tài)起動(dòng)，又要結(jié)構(gòu)簡單、效率高、成本低的振動(dòng)打樁錘的偏心裝置。因此在日本就產(chǎn)生了一種零荷載起動(dòng)的振動(dòng)錘，它的結(jié)構(gòu)是把每個(gè)偏心體均等分成形狀大小相同的兩半個(gè)，其中半個(gè)固定在偏心軸上，另半個(gè)可在偏心軸上移動(dòng)，在振動(dòng)錘起動(dòng)前，利用一套復(fù)雜的附加裝置，使可在偏心軸上移動(dòng)的半個(gè)偏心體定位于與固定在偏心軸上半個(gè)偏心體的對稱位置，達(dá)到總的偏心力矩為零，然后起動(dòng)電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到正常工作后，再利用附加裝置使能移動(dòng)的半個(gè)偏心體移動(dòng)至與定軸的半個(gè)偏心體合并為整體。達(dá)到設(shè)計(jì)要求的偏心力矩，這種零荷載起動(dòng)的振動(dòng)錘解決了滿載起動(dòng)的問題，但其一套復(fù)雜的附加裝置，制造難度高、成本高、維修困難且開動(dòng)附加裝置又要占用電機(jī)的部分功率，其價(jià)格高出相同工作能力振動(dòng)錘的三倍以上，所以未能給建筑工程施工行業(yè)帶來社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于公知技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、噪音低、制造容易、維修方便、成本低并能夠零荷載起動(dòng)的振動(dòng)打樁錘的偏心裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是以如下方式完成的這種振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，具有偏心體和偏心軸，所述偏心軸為方形，所述偏心體安裝在方形偏心軸上，所述偏心軸上開有彈簧孔，所述方形偏心軸的孔內(nèi)設(shè)有彈簧，所述偏心體的質(zhì)心與偏心軸的中心具有預(yù)留距離，所述彈簧對方形偏心軸的預(yù)壓力等于偏心體的重量，使偏心體的質(zhì)心靠近偏心軸的中心位置，在振動(dòng)打樁錘的偏心裝置的偏心體正常工作時(shí)的離心力與偏心體的重量之和大于所述彈簧對偏心軸的預(yù)壓力，其接近于正常工作時(shí)，偏心體質(zhì)心位移趨于瞬時(shí)平衡狀態(tài)。本發(fā)明使用置于方形偏心軸彈簧孔內(nèi)的彈簧，其工作時(shí)偏心體位置對于偏心軸的中心位置的相對位移，實(shí)現(xiàn)零荷載起動(dòng)的目的，從整個(gè)起動(dòng)過程到正常工作時(shí)，不需要其他附加裝置和附加的動(dòng)力，且振動(dòng)錘的整體結(jié)構(gòu)采用減振消音措施后，具有低噪音環(huán)保功能的振動(dòng)錘，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)科學(xué)、電能耗率低，而且成本低，必將給建筑工程施工帶來積極的使用效果和社會效益，是建筑工程行業(yè)的首選設(shè)備。


本發(fā)明有如下附圖圖1為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；圖2為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)起動(dòng)前偏心體的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)起動(dòng)前偏心體的剖視圖；圖4為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)起動(dòng)后偏心體的側(cè)視圖；圖5為本發(fā)明起動(dòng)前的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；
圖6為本發(fā)明起動(dòng)前的正視圖；圖7為本發(fā)明起動(dòng)后的剖視8為本發(fā)明起動(dòng)后正視圖。
圖中1表示現(xiàn)有技術(shù)的半個(gè)偏心體，2表示現(xiàn)有技術(shù)中與1形狀相同的偏心體，3表示現(xiàn)有技術(shù)的偏心軸。
具體實(shí)施例方式
附圖表示了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其實(shí)施例，下面再結(jié)合附圖詳細(xì)描述其實(shí)施例的各有關(guān)細(xì)節(jié)及其原理，該振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，具有偏心體4和偏心軸5，所述偏心軸5為長方形，偏心體4安裝在長方形偏心軸5上，在長方形偏心軸5的彈簧孔9內(nèi)設(shè)有彈簧6，在起動(dòng)前偏心體4與偏心軸5的位置如圖5、圖6，彈簧6對偏心軸5的預(yù)壓力F0大于偏心體4的重量mg，使偏心體4的質(zhì)心7靠近偏心軸5的中心8位置。為了方便描述，本實(shí)施例將各種運(yùn)算的關(guān)系用公式給予表示。上述彈簧6對偏心軸5的預(yù)壓力F0用公式給予表示為F0＝PX0，其P表示彈簧6的剛度；X0表示彈簧6的長度變形量，開始起動(dòng)后，予留的偏心距L0在開始起動(dòng)時(shí)的離心力為P0，根據(jù)離心力與偏心體角速度的關(guān)系式P0＝L0mω02，其中ω0表示偏心體在開始起動(dòng)時(shí)的角速度。由于在設(shè)計(jì)時(shí)L0很小，并接近于零，開始起動(dòng)時(shí)所需的功率W0＝L0mgω02也接近于零，當(dāng)W0接近于零時(shí)，其開始起動(dòng)時(shí)所需的功率也接近于0，所以本發(fā)明是零荷載起動(dòng)的。本實(shí)施例在設(shè)計(jì)時(shí)使彈簧6的預(yù)壓力F0大于偏心體4的重量，即F0＞mg，開始起動(dòng)時(shí)具有很小的離心力P0，但不能使偏心體4的質(zhì)心發(fā)生位移，仍保持著零負(fù)荷起動(dòng)的狀態(tài)，隨著角速度ω的增大，離心力也跟著增大，當(dāng)角速度增大到接近于正常工作速度時(shí)，設(shè)此時(shí)的角速度為ωi，即其離心力Pi＝L0mωi2，當(dāng)其接近于正常工作時(shí)的離心力Pi與偏心體的重量mg之和等于彈簧的預(yù)壓力F0時(shí)，即Pi+mg＝F0，此時(shí)偏心體4質(zhì)心7位移與偏心軸5的中心8趨于瞬時(shí)平衡狀態(tài)，當(dāng)偏心體4的角速度增大到大于接近正常工作的角速度時(shí)，設(shè)此時(shí)的角速度為ω，即ω＞ωi，此時(shí)，偏心體4的離心力P也大于接近正常工作時(shí)的離心力Pi，同時(shí)離心力P與偏心體4的重量mg之和大于彈簧6預(yù)壓力F0，即P+mg＞F0，彈簧6由于受到離心力的作用而縮短，長度變形量由X0到X，跟隨著偏心體4質(zhì)心偏心距由L0移到L，其偏心體4質(zhì)心位移的增量為L-L0＝X0-X，而彈簧壓力和離心力的增量分別為ΔF＝P(X0-X)和ΔP＝(L-L0)(ω2-ωi2)m，彈簧壓力的增量ΔF與彈簧的長度變形量成正比，而離心力增量與偏心體4的質(zhì)心7位移增量也成正比，并與角速度的平方差成正比，同時(shí)偏心體4的質(zhì)心7失去平衡，此時(shí)，偏心體4質(zhì)心的位置產(chǎn)生的位移，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的偏心距，同時(shí)使激振力(即離心力)也達(dá)到設(shè)計(jì)要求。上述實(shí)施例中，L和P均為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的偏心體質(zhì)心偏心距和離心力。
本發(fā)明的振動(dòng)打樁錘的偏心裝置在整個(gè)起動(dòng)過程中是零荷載的起動(dòng)過程，至接近正常工作轉(zhuǎn)速時(shí)，增荷載繼續(xù)起動(dòng)到達(dá)打樁工作轉(zhuǎn)速和工作荷載。所述予留的偏心距L0本實(shí)施例經(jīng)施工試驗(yàn)確定為L0＜0.05L，偏心體角速度的定值關(guān)系為ωi＜0.95ω。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)主題所制作的振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，必將給建筑工程施工行業(yè)帶來積極的使用效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，具有偏心體和偏心軸，其特征在于所述偏心體(4)安裝在偏心軸(5)上，所述偏心軸(5)上開有彈簧孔(9)，所述偏心軸(5)的彈簧孔(9)內(nèi)設(shè)有彈簧(6)，所述偏心體(4)的質(zhì)心(7)與偏心軸(5)的中心(8)具有預(yù)留距離(L0)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，其特征在于所述偏心軸(5)為方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，其特征在于所述彈簧(6)對偏心軸(5)的預(yù)壓力(F0)等于偏心體的重量(mg)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，其特征在于偏心體(4)正常工作時(shí)的離心力大于彈簧(6)對偏心軸(5)的預(yù)壓力(F0)與偏心體的重量(mg)之和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種振動(dòng)打樁錘的偏心裝置，該振動(dòng)打樁錘的偏心裝置具有偏心體(4)和偏心軸(5)，其主要特征在于所述偏心體(4)安裝在偏心軸(5)上，所述偏心軸(5)上開有彈簧孔(9)，所述偏心軸的孔內(nèi)設(shè)有彈簧(6)，所述偏心體的質(zhì)心(7)與偏心軸的中心(8)具有預(yù)留距離(L
文檔編號E02D7/18GK1419018SQ02158549
公開日2003年5月21日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者夏斌, 夏良站 申請人:夏斌