СВАЙНЫЙ КОПЕР
PILE DRIVER

Настоящее изобретение относится к свайному копру, в частности относится к свайному копру, в котором верхняя часть направляющих стрел копра, которая стоит на передней части базовой машины, поддерживается гидроцилиндром подъема направляющих копра сзади, а нижняя часть направляющих стрел копра поддерживается средством регулирования по направлению вперед и назад так, что может регулироваться по направлению вперед и назад.
В качестве свайного копра известен свайный копер, в котором верхняя часть направляющих стрел копра, которая стоит на передней части базовой машины, включающей в себя подвижную секцию, поддерживается гидроцилиндром подъема направляющих копра сзади, а нижняя часть направляющих копра поддерживается средством регулирования по направлению вперед и назад. В таком свайном копре регулирование центра сваи выполняется средством регулирования по направлению вперед и назад, а угловое регулирование выполняется гидроцилиндром подъема направляющих копра (например, см. патентный документ 1).
Патентный документ 1: Публикация нерассмотренного патента Японии (Kokai) № Hei 9-100534.
Однако в общепринятом свайном копре, когда регулирование центра сваи выполняется после углового регулирования, нижнюю часть направляющих копра перемещают вперед и назад, и в результате угол направляющих копра изменяется. Это делает необходимым выполнение углового регулирования направляющих копра снова. Другими словами, чтобы выполнить регулирование угла и центра сваи направляющих копра, регулирование центра сваи с помощью средства регулирования по направлению вперед и назад и угловое регулирование с помощью гидроцилиндра подъема направляющих копра необходимо повторять множество раз.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить свайный копер, который позволяет легко выполнять угловое регулирование и регулирование центра сваи направляющих копра, снижая до минимума изменения угла направляющих копра при выполнении регулирования центра сваи.
Свайный копер в соответствии с настоящим изобретением представляет собой свайный копер, в котором верхняя часть направляющих копра, которая стоит на передней части базовой машины, поддерживается гидроцилиндром подъема направляющих копра сзади, а нижняя часть направляющих копра поддерживается средством регулирования по направлению вперед и назад. Средство регулирования по направлению вперед и назад включает в себя кронштейн направляющих копра, имеющий вращающееся основание, вращающимся образом прикрепленное к базовой машине, и вращающийся конец, вращающимся образом прикрепленный к нижней части направляющих копра, и средство приведения в действие кронштейна для вращения кронштейна направляющих копра относительно вращающегося основания. Первая дуга, очерчиваемая вращающимся концом, когда кронштейн направляющих копра поворачивается для регулирования нижней части направляющих копра по направлению вперед и назад, и вторая дуга, очерчиваемая соединительной частью между направляющими копра и вершиной гидроцилиндра подъема направляющих копра, которая перемещается, когда нижняя часть направляющих копра передвигается вперед и назад по первой дуге, обе выгнуты вверх. Радиус первой дуги меньше, чем радиус второй дуги. Каждый из конца первой дуги и конца второй дуги, когда нижняя часть направляющих копра установлена в самое дальнее заднее положение, находится в самом высоком положении. Помимо этого, прямая линия, проходящая через обе конечные точки второй дуги, параллельна касательной к центральной части первой дуги.
Кроме того, направляющие копра предпочтительно находятся в вертикальном состоянии в каждом из переднего конечного положения, где нижняя часть направляющих копра установлена в самое дальнее переднее положение, и заднего конечного положения, где нижняя часть направляющих копра установлена в самое дальнее заднее положение.
В свайном копре в соответствии с настоящим изобретением можно снижать до минимума изменение угла направляющих копра, когда выполняется регулирование центра сваи посредством перемещения нижней части направляющих копра по направлению вперед и назад. Поэтому, даже когда выполняется регулирование по направлению вперед и назад для регулирования центра сваи, нет никакой необходимости снова выполнять угловое регулирование направляющих копра.
Сущность изобретения поясняется на чертежах.
Фиг.1 - вид сбоку, показывающий вариант осуществления свайного копра в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 - вид сбоку релевантной части, показывающий состояние, в котором нижняя часть направляющих копра перемещена в самое дальнее переднее положение, а направляющие копра находятся под вертикальном углом.
Фиг.3 - вид сбоку релевантной части, показывающий состояние, в котором нижняя часть направляющих копра устанавливается в промежуточное положение из состояния фиг.2.
Фиг.4 - вид сбоку релевантной части, показывающий состояние, в котором нижняя часть направляющих копра устанавливается в самое дальнее заднее положение из состояния фиг.3.
Фиг.5 - пояснительный вид, показывающий взаимосвязь между первой дугой и второй дугой при переходе из состояния фиг.2 в состояние фиг.4.
Фиг.6 - вид сбоку релевантной части, показывающий состояние, в котором нижняя часть направляющих копра перемещена в самое дальнее переднее положение и направляющие копра наклонены вперед под углом 3 градуса.
Фиг.7 - вид сбоку релевантной части, показывающий состояние, в котором нижняя часть направляющих копра устанавливается в промежуточное положение из состояния фиг.6.
Фиг.8 - вид сбоку релевантной части, показывающий состояние, в котором нижняя часть направляющих копра устанавливается в самое дальнее заднее положение из состояния фиг.7.
Свайный копер 11 включает в себя: подвижную секцию 12, имеющую гусеничный ход; базовую машину 13, установленную с возможностью поворота на подвижной секции 12; вспомогательные направляющие 14 копра, развертываемым образом расположенные в передней части базовой машины 13; направляющие 15 копра, обеспечиваемые через вспомогательные направляющие 14 копра; одну пару левого и правого гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра, поддерживающих вспомогательные направляющие 14 копра сзади; и поддерживающую соединительную штангу 17 направляющих копра, поддерживающую нижнюю часть вспомогательных направляющих 14 копра. Гидравлическое устройство для приведения в действие рабочего устройства 18, такого как шнек, прикрепленное к направляющим 15 копра и приводящее в действие гидравлический двигатель или гидравлический цилиндр, расположено в задней части базовой машины 13.
Поддерживающая соединительная штанга 17 направляющих копра образует средство регулирования по направлению вперед и назад для регулирования положения нижней части направляющих 15 копра по направлению вперед и назад через вспомогательные направляющие 14 копра. Средство регулирования по направлению вперед и назад включает в себя кронштейн 21 направляющих копра, имеющий вращающееся основание 19, вращающимся образом прикрепленное к передней части базовой машины 13, и вращающийся конец 20, вращающимся образом прикрепленный к нижней части вспомогательных направляющих 14 копра, и гидравлический цилиндр 22, который является средством приведения в действие кронштейна для вращения кронштейна 21 направляющих копра относительно вращающегося основания 19.
Регулирование положения направляющих 15 копра по направлению вперед и назад, а именно регулирование центра сваи, выполняется посредством вытягивания и втягивания гидравлического цилиндра 22 для поворачивания кронштейна 21 направляющих копра относительно вращающегося основания 19. Когда гидравлический цилиндр 22 вытянут, вращающийся конец 20 кронштейна 21 направляющих копра поворачивается вперед, в результате чего нижняя часть направляющих 15 копра перемещается вперед. Когда гидравлический цилиндр 22 втягивается, нижняя часть направляющих 15 копра перемещается назад к базовой машине 13. Максимальная ширина регулирования по направлению вперед и назад нижней части направляющих 15 копра обычно составляет приблизительно 500 мм.
Здесь осевая точка Р1 крепления вращающегося конца 20 кронштейна 21 направляющих копра к вспомогательным направляющим 14 копра очерчивает дугу (первую дугу А1), центр которой находится на осевой точке P2 крепления вращающегося основания 19 кронштейна 21 направляющих копра к базовой машине 13. Эта первая дуга А1 является выгнутой вверх, потому что осевая точка P2 крепления кронштейна 21 направляющих копра к базовой машине 13, которая служит в качестве центра первой дуги А1, расположена ниже осевой точки Р1 крепления кронштейна 21 направляющих копра к вспомогательным направляющим 14 копра.
Кроме того, когда нижняя часть вспомогательных направляющих 14 копра перемещается вперед и назад по первой дуге А1, осевая точка P3 крепления гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к вспомогательным направляющим 14 копра также передвигается вперед и назад по дуге (второй дуге A2), центр которой находится на осевой точке P4 крепления гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к базовой машине 13. Эта вторая дуга A2 также выгнута вверх, потому что осевая точка P4 крепления гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к базовой машине 13, которая служит в качестве центра второй дуги A2, расположена ниже осевой точки P3 крепления гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к вспомогательным направляющим 14 копра.
Помимо этого, когда нижняя часть направляющих 15 копра устанавливается в самое дальнее переднее положение, кронштейн 21 направляющих копра находится в состоянии, где прямая линия, соединяющая осевые точки Р1 и P2 крепления кронштейна 21 направляющих копра, наклонена вперед приблизительно на 45 градусов от вертикальной линии, как показано на фиг.2. Когда нижняя часть направляющих 15 копра устанавливается в самое дальнее заднее положение, кронштейн 21 направляющих копра находится в установленном состоянии, где прямая линия, соединяющая осевые точки Р1 и P2 крепления кронштейна 21 направляющих копра, слегка наклонена вперед от вертикального направления, как показано на фиг.4. Поскольку в этом установленном положении осевая точка Р1 крепления кронштейна 21 направляющих копра к вспомогательным направляющим 14 копра расположена перед осевой точкой P2 крепления кронштейна 21 направляющих копра к базовой машине 13, первая дуга А1 находится в самом высоком положении, когда нижняя часть направляющих 15 копра установлена в самом дальнем заднем положении. То же самое относится к гидроцилиндрам 16 подъема направляющих копра. Поскольку осевая точка P4 крепления гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к базовой машине 13 расположена сзади от осевой точки P3 крепления гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к вспомогательным направляющим 14 копра, когда нижняя часть направляющих 15 копра перемещается в самое дальнее заднее положение, вторая дуга A2 находится в самом высоком положении, когда нижняя часть направляющих 15 копра установлена в самом дальнем заднем положении.
Другими словами, положения осевых точек Р1, P2, P3 и P4 крепления установлены так, чтобы первая дуга А1 и вторая дуга A2 имели взаимосвязь, показанную на фиг.5. Первая дуга А1 представляет собой дугу от переднего конечного положения М1, в котором нижняя часть направляющих 15 копра устанавливается в самое дальнее переднее положение, через промежуточные положения M2, M3 и M4, к заднему конечному положению M5, в котором нижняя часть направляющих 15 копра устанавливается в самое дальнее заднее положение. Первая дуга А1 выгнута вверх и расположена выше всего в заднем конечном положении M5, как упоминалось ранее. Аналогично этому, вторая дуга A2 представляет собой дугу от переднего конечного положения N1, в котором нижняя часть направляющих 15 копра устанавливается в самое дальнее переднее положение, через промежуточные положения N2, N3 и N4, к заднему конечному положению N5, в котором нижняя часть направляющих 15 копра устанавливается в самое дальнее заднее положение. Вторая дуга A2 выгнута вверх и расположена выше всего в заднем конечном положении N5, как упоминалось ранее. Кроме того, угловой диапазон от переднего конечного положения М1 до заднего конечного положения М5 первой дуги А1, а именно угол поворота кронштейна 21 направляющих копра, предпочтительно находится в диапазоне, где кронштейн 21 направляющих копра наклонен вперед от, приблизительно, 45 градусов до, приблизительно, 85 градусов от вертикальной линии. Когда кронштейн 21 направляющих копра наклонен вперед слишком сильно, имеется проблема, заключающаяся в том, что величина перемещения нижней части направляющих 15 копра становится меньше относительно угла вращения кронштейна 21 направляющих копра. Когда кронштейн 21 направляющих копра оказывается ближе к вертикальной линии, имеется проблема, заключающаяся в том, что даже когда кронштейн 21 направляющих копра поворачивается, гидроцилиндры 16 подъема направляющих копра почти вообще не вращаются, и осевая точка P крепления на второй дуге A2 почти вообще не перемещается.
Кроме того, взаимосвязь между первой дугой А1 и второй дугой A2 устанавливается таким образом, что радиус первой дуги меньше, чем радиус второй дуги, а также касательная T в центральной части первой дуги А1 (например, касательная в положении M3) является параллельной прямой линии S, проходящей через переднее конечное положение N1 и заднее конечное положение N5, которые оба являются конечными точками второй дуги A2. Это действительно так, когда передние конечные положения или задние конечные положения обеих дуг А1 и A2 перекрываются, например, когда перекрываются передние конечные положения М1 и N1 обеих дуг А1 и A2, при этом наблюдается одно из следующих первого, второго и третьего состояний. В первом состоянии первая дуга А1 перемещается от второй дуги вверх от переднего конечного положения М1 или N1 к промежуточным положениям дуги, а затем приближается ко второй дуге от промежуточных положений дуги к заднему конечному положению M5 или N5. Во втором состоянии первая дуга А1 перемещается от второй дуги вверх в промежуточных положениях дуги, а затем приближается ко второй дуге и достигает второй дуги. В третьем состоянии первая дуга А1 перемещается от второй дуги вверх в первой половине промежуточных положений дуги, приближается ко второй дуге и достигает второй дуги в последней половине промежуточных положений дуги, а затем перемещается от второй дуги вниз.
Здесь можно предположить, что, как показано на фиг.5, взаимосвязь между первой дугой А1 и второй дугой A2 установлена таким образом, что сегмент V линии длиной L, соединяющий переднее конечное положение М1 первой дуги А1 и переднее конечное положение N1 второй дуги A2, является вертикальным, а также сегмент V линии такой же длины L вертикально соединяет заднее конечное положение M5 первой дуги А1 и заднее конечное положение N5 второй дуги A2. В этом случае, когда нижняя часть направляющих 15 копра регулируется по направлению вперед и назад, нижний конец сегмента V линии перемещается по первой дуге А1, а верхний конец сегмента V линии перемещается по второй дуге A2.
Когда нижний конец сегмента V линии перемещается от переднего конечного положения М1 к положению M2, которое находится перед положением M3, в котором касательная T параллельна прямой линии S, нижний конец сегмента V линии перемещается по диагонали назад и вверх, где сегмент V линии находится в таком состоянии, в котором он поднимается по диагонали назад. Тем временем, верхний конец сегмента V линии перемещается по второй дуге A2, имеющей больший радиус. Соответственно величина подъема верхнего конца сегмента V линии меньше, чем величина подъема нижнего конца сегмента V линии, который перемещается по первой дуге А1, имеющей меньший радиус, так что с разностью в величине подъема между верхним концом и нижним концом сегмента V линии величина перемещения назад увеличивается. Поэтому верхний конец сегмента V линии перемещается в положение N2, которое находится сзади от положения M2, и верхняя часть сегмента V линии наклоняется назад.
Таким образом, когда нижний конец сегмента V линии перемещается от переднего конечного положения М1 к заднему конечному положению M5 до тех пор, пока нижний конец сегмента V линии не достигает положения M3, в котором касательная T к первой дуге А1 параллельна прямой линии S, величина подъема верхнего конца сегмента V линии, передвигающегося по второй дуге A2, меньше, чем величина подъема нижнего конца сегмента V линии, передвигающегося по первой дуге А1, так что угол наклона назад сегмента V линии постепенно увеличивается. Когда нижний конец сегмента V линии приближается к положению M3, верхний конец сегмента V линии приближается к положению N3. Угол наклона сегмента V линии в это время является самым большим.
После того как нижний конец сегмента V линии проходит через положение M3, линия первой дуги А1, имеющей меньший радиус, становится ближе к горизонтальному направлению, в то время как линия второй дуги A2, имеющей больший радиус, продолжает подниматься таким же образом, как в положениях М1-M3. Соответственно величина подъема верхнего конца сегмента V линии, передвигающегося от положения N3 к положению N4 по второй дуге A2, становится больше, чем величина подъема нижнего конца сегмента V линии, передвигающегося от положения M3 к положению M4, так что угол наклона назад сегмента V линии постепенно уменьшается. Наконец, когда нижний конец сегмента V линии перемещается в заднее конечное положение M5, верхний конец сегмента V линии перемещается в заднее конечное положение N5, где сегмент V линии снова становится вертикальным.
Поэтому, в результате установки положений осевых точек Р1, P2, P3 и P4 крепления так, чтобы взаимосвязь между первой дугой А1 и второй дугой A2 удовлетворяла вышеупомянутым условиям, при перемещении нижней части направляющих 15 копра от переднего конечного положения к заднему конечному положению, направляющие 15 копра в ходе перемещения начинают проходить от вертикального состояния в переднем конечном положении, проходя состояние, где верхний конец слегка наклонен назад, и возвращаются снова к вертикальному состоянию, когда нижняя часть направляющих 15 копра достигает заднего конечного положения. В частности, благодаря установке точки касания касательной T к первой дуге А1, которая параллельна прямой линии S, так, чтобы она располагалась в центре или около центра диапазона регулирования по направлению вперед и назад направляющих 15 копра, когда направляющие 15 копра являются вертикальными, первая дуга А1 и вторая дуга A2 могут быть сделаны более подобными друг другу так, чтобы они имели по существу идентичную форму. В результате изменение угла в течение перемещения сегмента V линии можно дополнительно уменьшать.
Таким образом, с помощью соответственной установки положений соответствующих осевых точек P2 и P4 крепления 21 кронштейна направляющих копра и гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к базовой машине 13, расстояния между осевыми точками Р1 и P2 крепления кронштейна 21 направляющих копра (радиуса первой дуги А1), угла вращения кронштейна 21 направляющих копра (диапазона регулирования по направлению вперед и назад направляющих 15 копра), длины гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра (радиуса второй дуги A2) и положений соответствующих осевых точек P1 и P3 крепления кронштейна 21 направляющих копра и гидроцилиндров 16 подъема направляющих копра к вспомогательным направляющим 14 копра в диапазоне, где взаимосвязь между первой дугой А1 и второй дугой A2 удовлетворяет вышеупомянутым условиям, возможно уменьшать изменение угла наклона направляющих 15 копра в состоянии, показанном на фиг.2, где направляющие 15 копра являются вертикальными в переднем конечном положении, в состоянии, показанном на фиг.3, где нижняя часть направляющих 15 копра перемещается назад к промежуточному положению в диапазоне регулирования по направлению вперед и назад от состояния, показанного на фиг.2, и в состоянии, где нижняя часть направляющих 15 копра устанавливается в заднее конечное положение. В качестве примера, изменение угла наклона можно уменьшать до 1 градуса или меньше. Другими словами, изменения угла направляющих 15 копра можно снижать до минимума, когда выполняется регулирование центра сваи посредством приведения в действие поддерживающей соединительной штанги 17 направляющих копра. Даже когда регулирование центра сваи выполняется поддерживающей соединительной штангой 17 направляющих копра, которая является средством регулирования по направлению вперед и назад, нет никакой необходимости выполнять угловое регулирование гидроцилиндрами 16 подъема направляющих копра снова. Поэтому угловое регулирование и регулирование центра сваи направляющих 15 копра могут быть легко выполнены.
Кроме того, в соответствии с описанными выше установками, изменение угла направляющих 15 копра является маленьким, даже когда, после того как нижняя часть направляющих 15 копра перемещается дальше всего вперед в состояние, где направляющие 15 копра наклонены вперед под предварительно определенным углом, например наклонены вперед под углом 3 градуса, как показано на фиг.6, регулирование центра сваи выполняется посредством устанавливания нижней части направляющих 15 копра в промежуточное положение в диапазоне регулирования по направлению вперед и назад, как показано на фиг.7, и дополнительно устанавливая нижнюю часть направляющих 15 копра в самое дальнее заднее положение, как показано на фиг.8. То есть, даже когда регулирование центра сваи выполняется после углового регулирования, делая направляющие 15 копра наклоненными вперед под углом 3 градуса, нет почти никакой необходимости выполнять угловое регулирование гидроцилиндрами 16 подъема направляющих копра снова.
Этот вариант осуществления описывает свайный копер, в котором в качестве примера направляющие копра обеспечиваются через вспомогательные направляющие копра, но настоящее изобретение также применимо к свайному копру, в котором гидроцилиндры подъема направляющих копра прикреплены непосредственно к верхней части направляющих копра или кронштейн направляющих копра прикреплен непосредственно к нижней части направляющих копра.