專利名稱：環(huán)保型電磁錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械，更具體地說是一種打樁錘。
目前在建筑工地上使用的打樁機(jī)械有柴油打樁錘、振動(dòng)樁錘和靜力壓樁機(jī)，其中柴油打樁錘應(yīng)用沖擊力原理，與振動(dòng)樁錘和靜力壓樁機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛采用。柴油打樁錘，按其動(dòng)作特點(diǎn)分為導(dǎo)桿式和筒式兩種。筒式打樁能量大，施工效率高，是目前應(yīng)用最廣泛的一種打樁設(shè)備。
雖然柴油打樁錘已經(jīng)廣泛使用，但仍然存在以下重要缺點(diǎn)有待改進(jìn)1、由于柴油打樁錘采用沖擊型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)原理制造的，必須采用吊鉤先將沖擊體提升到一定高度下落，才能啟動(dòng)柴油打樁錘。因此，使柴油打樁機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
2、由于柴油打樁錘采用兩沖程柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)原理制造，柴油在氣缸中爆炸式燃燒會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，嚴(yán)重地干擾周圍地區(qū)；柴油在氣缸中燃燒不充分，因而排出的廢氣會(huì)嚴(yán)重地污染周圍環(huán)境。
3、如果打樁的土層比較松軟，錘頭落下時(shí)在氣缸內(nèi)不能產(chǎn)生足夠的壓力，柴油打樁錘將不能正常啟動(dòng)和運(yùn)行，因而，對(duì)土層的適應(yīng)范圍比較小。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，提供一種不產(chǎn)生噪聲和廢氣污染、可廣泛適用于各種土質(zhì)、不需要配置起吊錘專用結(jié)構(gòu)的環(huán)保型電磁錘。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)由軸線呈豎直方向設(shè)置的套筒狀線圈和滑套在線圈的套筒內(nèi)的導(dǎo)磁沖擊體構(gòu)成，其中，所述線圈設(shè)置在脈沖電源的放電回路中，線圈采用空心銅導(dǎo)體纏繞，空心銅導(dǎo)體的中空腔體為冷卻水循環(huán)通道，線圈外周設(shè)置軛鐵，線圈的底端通過軛鐵與樁冒固聯(lián)，在樁冒與樁體之間設(shè)置壓力傳感器，線圈的頂端設(shè)置導(dǎo)向筒，在導(dǎo)向筒上設(shè)置沖擊體位置傳感器。
本實(shí)用新型是用電磁驅(qū)動(dòng)原理產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動(dòng)沖擊體，提升其垂直高度，使其具有足夠的勢(shì)能。當(dāng)被提升到一定高度的沖擊體下落時(shí)，沖擊體的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳逻\(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。當(dāng)沖擊體下落回到由線圈和軛鐵組成的電磁驅(qū)動(dòng)器的有效作用范圍時(shí)，電磁驅(qū)動(dòng)器再次產(chǎn)生電磁力阻止沖擊體下落，并使其重新彈起。沖擊體下落的動(dòng)能和被重新彈起具有的勢(shì)能反作用于電磁驅(qū)動(dòng)器，使驅(qū)動(dòng)器具有向下運(yùn)動(dòng)的沖擊力，該沖擊力經(jīng)樁冒作用到樁上，沖擊樁下沉。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型是以電磁力驅(qū)動(dòng)沖擊體，因而既沒有廢氣排放，也沒有氣缸爆燃的噪聲，體現(xiàn)出其重要的環(huán)保性能。
2、本實(shí)用新型中，在沖擊體與線圈之間為滑動(dòng)配合，與筒式柴油打樁錘的上活塞與氣缸之間的密封配合相比，本實(shí)用新型對(duì)這兩部分配合的加工精度要求低得多，也消除了由于密封配合而產(chǎn)生的摩擦能量損耗。
3、本實(shí)用新型中的線圈采用空心銅導(dǎo)體纏繞，空心銅導(dǎo)體的中空腔體為冷卻水循環(huán)通道。冷卻系統(tǒng)的設(shè)置明顯地減小了線圈的直徑和重量，降低了工作電壓，是本實(shí)用新型能夠投入實(shí)際應(yīng)用、保護(hù)線圈不因過熱而損壞的重要保證。
4、本實(shí)用新型無需配置起吊錘專用設(shè)備，因而也簡化了結(jié)構(gòu)、降低了設(shè)備投資。
5、本實(shí)用新型一方面可以根據(jù)位置傳感器的輸出信號(hào)使脈沖電源在沖擊體運(yùn)動(dòng)過程中準(zhǔn)確地為線圈提供工作電流；另一方面可以通過控制脈沖電源輸出電流的寬度和幅度來調(diào)節(jié)對(duì)沖擊體的驅(qū)動(dòng)力；再者，還可以依據(jù)壓力傳感器獲得的壓力信號(hào)調(diào)整脈沖電源的工作參數(shù)，因而根據(jù)土質(zhì)的不同適時(shí)地改變打樁力量。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型線圈斷面示意圖。
圖3為本實(shí)用新型沖擊體下段電樞結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型脈沖電源不同結(jié)構(gòu)形式示意框圖。
圖中標(biāo)號(hào)1導(dǎo)向筒、2沖擊體、3線圈、4軛鐵、5樁冒、6位置傳感器、7脈沖電源、8工控計(jì)算機(jī)、9水冷系統(tǒng)、10壓力傳感器、11樁體、12軸向割縫、13中空腔體。
具體實(shí)施方式
參見
圖1，本實(shí)施例中，設(shè)置電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，該電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)由軸線呈豎直方向設(shè)置的套筒狀線圈3和滑套在線圈3的套筒內(nèi)的導(dǎo)磁沖擊體2構(gòu)成。其中，線圈3設(shè)置在脈沖電源7的放電回路中，為了加強(qiáng)電磁作用力，在線圈的外周設(shè)置軛鐵4，并形成一整體。線圈3的底端通過軛鐵4與樁冒5固聯(lián)，在樁冒5與樁體11之間設(shè)置壓力傳感器10，線圈3的頂端設(shè)置導(dǎo)向筒1，在導(dǎo)向筒1上設(shè)置位置傳感器6。
具體實(shí)施中，導(dǎo)向筒1位于最上部，為沖擊體2提供導(dǎo)向，同時(shí)作為測(cè)量沖擊體2運(yùn)動(dòng)的位置傳感器6的探頭載體。為了便于目測(cè)沖擊體2的跳起高度，在導(dǎo)向筒1上可以沿其軸向開設(shè)觀測(cè)槽，槽外鑲有機(jī)玻璃。
沖擊體2是圓柱形的。為了能在導(dǎo)向筒1上實(shí)施對(duì)沖擊體2的位置傳感，沖擊體2由上下兩段組成，其下段為電樞，用高導(dǎo)磁率材料制成，其作用是產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)力；上段為非金屬段，用于向位置傳感器6提供關(guān)于沖擊體2的被測(cè)位置。
如圖3所示，為了提高效率，應(yīng)避免在沖擊體2的下段電樞中形成渦流，可以在沖擊體2的下段電樞上設(shè)置軸向割縫12。同樣道理，也可以在軛鐵4上相應(yīng)設(shè)置軸向割縫。采用軸向割縫的電樞，既明顯降低了電樞的制造難度和價(jià)格，也有利于電樞的自然冷卻。
樁冒5用硬質(zhì)材料制成，其作用是將電磁驅(qū)動(dòng)器的向下沖力傳遞給樁體11。為了檢測(cè)此作用力的大小，壓力傳感器10具體安裝在樁冒5和樁體11之間。壓力信號(hào)用工控計(jì)算機(jī)8記錄，并用于反饋控制電磁作用力。
參見圖2，具體實(shí)施中，線圈3采用空心銅導(dǎo)體纏繞，其中空腔體13為冷卻水循環(huán)通道。工作過程中，線圈3通以脈沖大電流產(chǎn)生磁場(chǎng)會(huì)發(fā)熱，必須使用冷卻系統(tǒng)9對(duì)其進(jìn)行冷卻，將其運(yùn)行溫度維持在允許的范圍以下。
參見圖4，針對(duì)本實(shí)施例中所述結(jié)構(gòu)，脈沖電源7可以采用如圖3所示的各種方案，包括方案一脈沖電源是由動(dòng)力電經(jīng)變壓整流后直接通過開關(guān)電路而形成。
方案二脈沖電源是由動(dòng)力電經(jīng)變壓整流，再經(jīng)儲(chǔ)能電容器后通過開關(guān)電路而形成。這種結(jié)構(gòu)形式中的儲(chǔ)能電容器價(jià)格較高。
方案三脈沖電源是由動(dòng)力電運(yùn)轉(zhuǎn)的交流發(fā)電機(jī)，再經(jīng)整流電路后通過開關(guān)電路而形成。
方案四脈沖電源是由動(dòng)力電運(yùn)轉(zhuǎn)的直流發(fā)電機(jī)直接通過開關(guān)電路而形成。
當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力電不能滿足脈沖電源的脈沖負(fù)荷沖擊時(shí)，可以采用上述方案二、三和方案四減少脈沖電源對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
權(quán)利要求1.環(huán)保型電磁錘，其特征是設(shè)置電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)由軸線呈豎直方向設(shè)置的套筒狀線圈(3)和滑套在線圈(3)的套筒內(nèi)的導(dǎo)磁沖擊體(2)構(gòu)成，其中，所述線圈(3)設(shè)置在脈沖電源(7)的放電回路中，線圈(3)采用空心銅導(dǎo)體纏繞，空心銅導(dǎo)體的中空腔體(13)為冷卻水循環(huán)通道，線圈外周設(shè)置軛鐵(4)，線圈(3)的底端通過軛鐵(4)與樁冒(5)固聯(lián)，在樁冒(5)與樁體(11)之間設(shè)置壓力傳感器(10)，線圈(3)的頂端設(shè)置導(dǎo)向筒(1)，在導(dǎo)向筒(1)上設(shè)置位置傳感器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型電磁錘，其特征是所述沖擊體(2)由上下兩段組成，其下段為用高導(dǎo)磁率材料制成的電樞，上段是提供被測(cè)位置的非金屬段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保型電磁錘，其特征是在所述沖擊體(2)的下段電樞上具有軸向割縫(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或是所述的環(huán)保型電磁錘，其特征是在所述軛鐵(4)上具有軸向割縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型電磁錘，其特征是所述脈沖電源(7)是由動(dòng)力電經(jīng)變壓整流后直接通過開關(guān)電路而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型電磁錘，其特征是所述脈沖電源(7)是由動(dòng)力電經(jīng)變壓整流，再經(jīng)儲(chǔ)能電容器后通過開關(guān)電路而形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型電磁錘，其特征是所述脈沖電源(7)是由動(dòng)力電運(yùn)轉(zhuǎn)的交流發(fā)電機(jī)，再經(jīng)整流電路后通過開關(guān)電路而形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型電磁錘，其特征是所述脈沖電源(7)是由動(dòng)力電運(yùn)轉(zhuǎn)的直流發(fā)電機(jī)直接通過開關(guān)電路而形成。
專利摘要環(huán)保型電磁錘，其特征是設(shè)置電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)由軸線呈豎直方向設(shè)置的套筒狀線圈和滑套在線圈的套筒內(nèi)的導(dǎo)磁沖擊體構(gòu)成，所述線圈設(shè)置在脈沖電源的放電回路中，線圈采用空心銅導(dǎo)體纏繞，空心銅導(dǎo)體的中空腔體為冷卻水循環(huán)通道，線圈外周設(shè)置軛鐵，線圈的底端通過軛鐵與樁冒固聯(lián)，在樁冒與樁體之間設(shè)置壓力傳感器，線圈的頂端設(shè)置導(dǎo)向筒，在導(dǎo)向筒上設(shè)置位置傳感器。本實(shí)用新型不會(huì)形成噪聲和廢氣污染、廣泛適用于各種土質(zhì)、不需要配置起吊錘專用結(jié)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)為其能夠投入實(shí)際應(yīng)用、保護(hù)線圈不因過熱而損壞提供了保證。
文檔編號(hào)E02D7/00GK2701909SQ200420026008
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者任兆杏, 程健, 郭棟 申請(qǐng)人:任兆杏, 程健, 郭棟