基于横向磁通永磁直线电机驱动的打桩机

    专利2025-06-21  11


    :本发明涉及打桩锤,具体为一种基于横向磁通永磁直线电机驱动的打桩机。
    背景技术:
    :在建筑工程的施工过程中,常会用到打桩机进行施工。它是建筑工程基础建设必备的重型机械设备,由桩锤、桩架、动力系统及附属装置组成,其原理是由动力系统将桩锤提升储存势能,利用桩锤自由落体,释放势能形成的冲击力,将桩贯入地层,打桩机的主要性能参数为冲击部分重量、冲击动能和冲击频率。目前使用的打桩机一般装有卷扬机控制桩锤上升,存在空间利用率不足,效率较低的问题。出于体积小、效率高、动态响应特性好等优点,永磁电机在越来越多的工业驱动和伺服控制领域得到广泛的应用。但是对于传统磁路结构的电机,由于磁通经过的齿部和绕组所在的槽在同一截面上,其大小相互制约,因而其转矩密度很难从根本上得到提高。但不同于传统直线电机的电流方向同运动方向垂直,主磁路中的闭合磁力线所在平面与电机运动平面平行,横向磁通直线电机的电流方向与运动方向平行,因此横向磁通永磁电机大大提高了传统永磁电机无法企及的推力密度、功率密度和可靠性。因此,亟需一种新的基于横向磁通永磁直线电机驱动的打桩机。

    背景技术


    技术实现思路

    0、
    技术实现要素:

    1、本发明提供了一种基于横向磁通永磁直线电机驱动的打桩机,主要用于建筑工程领域施工预制桩使用,包括驱动装置、履带车和导轨,其工作原理是先将平放在地面的预制桩固定在导轨下方,并使预制桩处于垂直状态。移动履带车,使预制桩处于打桩锤下方,然后对驱动装置通入电信号,当与锤击头上方相连的直线电机动子接通正向电源,直线电机动子做向上的直线运动,并带动锤击头做向上的直线运动,当驱动装置的直线电机动子接通反向电源,直线电机动子做向下的直线运动,并带动锤击头做向下的直线运动,锤击头在这种反复运动下锤击预制桩,将预制桩打入土中。解决了现有的打桩机存在的效率低和空间浪费的技术问题。

    2、为了解决上述技术问题至少之一,根据本发明的一方面,提供了一种基于横向磁通永磁直线电机驱动的打桩机,

    3、包括履带车、预制桩、驱动装置、导轨、锤击头、液压杆、抱持装置、定子铁心、电枢绕组、永磁体和定子铁心;

    4、所述履带车上固定有所述液压杆,所述液压杆用于控制所述导轨移动;

    5、所述导轨一端安装有所述抱持装置;所述导轨的另一端作为直线电机的定子;所述导轨的中间部分设有所述定子铁心和多组形制相同的所述永磁体;

    6、所述抱持装置,用于固定所述预制桩并使所述预制桩处于垂直状态;

    7、依靠所述永磁体与所述定子铁心间的调制作用,使得电枢绕组中的磁链发生交变,从而产生感应电势与电磁力,驱动所述驱动装置沿所述导轨上下移动。

    8、进一步的,所述驱动装置,包括:嵌入所述导轨内的电机定子,所述电机定子包括一组由扁平线圈叠成的电枢绕组和一组间隔一个单位长度排布的定子铁心。

    9、进一步的,还包括外壳了,所述外壳为非导磁体外壳。

    10、进一步的,所述定子铁心每间隔一个所述永磁体依次排放安装在所述导轨的非导磁体外壳内,且相邻的两个永磁体磁极相反。

    11、进一步的,所述永磁体,采用钕铁硼材料。

    12、进一步的,所述定子铁心,由硅钢片叠制。

    13、进一步的,所述外壳,采用钢材料。

    14、相比于现有技术,本发明至少具有如下有益效果:本发明所提供的一种基于横向磁通永磁直线电机驱动的打桩机,是先将平放在地面的预制桩固定在导轨下方,并使预制桩处于垂直状态。移动履带车,使预制桩处于打桩锤下方,然后对驱动装置通入电信号,当与锤击头上方相连的直线电机动子接通正向电源,直线电机动子做向上的直线运动,并带动锤击头做向上的直线运动,当驱动装置的直线电机动子接通反向电源,直线电机动子做向下的直线运动,并带动锤击头做向下的直线运动,锤击头在这种反复运动下锤击预制桩,将预制桩打入土中。本发明打桩效率高,噪音低,使用时占地范围较小。



    技术特征:

    1.一种基于横向磁通永磁直线电机的打桩机,其特征在于:包括履带车、预制桩、驱动装置、导轨、锤击头、液压杆、抱持装置、定子铁心、电枢绕组、永磁体和定子铁心;

    2.根据权利要求1所述的打桩机,其特征在于,所述驱动装置,包括:嵌入所述导轨内的电机定子,所述电机定子包括一组由扁平线圈叠成的电枢绕组和一组间隔一个单位长度排布的定子铁心。

    3.根据权利要求1所述的打桩机,其特征在于,还包括外壳了,所述外壳为非导磁体外壳。

    4.根据权利要求3所述的打桩机,其特征在于,所述定子铁心每间隔一个所述永磁体依次排放安装在所述导轨的非导磁体外壳内,且相邻的两个永磁体磁极相反。

    5.根据权利要求1所述的打桩机,其特征在于,所述永磁体,采用钕铁硼材料。

    6.根据权利要求1所述的打桩机,其特征在于,所述定子铁心,由硅钢片叠制。

    7.根据权利要求1所述的打桩机,其特征在于,所述外壳,采用钢材料。


    技术总结
    本发明公开了一种基于横向磁通永磁直线电机驱动的打桩机,包括:履带车、预制桩、驱动装置、导轨、锤击头、液压杆、抱持装置、定子铁心、电枢绕组、永磁体和定子铁心;所述履带车上固定有所述液压杆,所述液压杆用于控制所述导轨移动;所述导轨一端安装有所述抱持装置;所述导轨的另一端作为直线电机的定子;所述导轨的中间部分设有所述定子铁心和多组形制相同的所述永磁体;所述抱持装置,用于固定所述预制桩并使所述预制桩处于垂直状态;依靠所述永磁体与所述定子铁心间的调制作用,使得电枢绕组中的磁链发生交变,从而产生感应电势与电磁力,驱动所述驱动装置沿所述导轨上下移动。本发明打桩效率高,噪音低,使用时占地范围较小。

    技术研发人员:贾周,马振源,郭陈,王雨,程富强
    受保护的技术使用者:南京信息工程大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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