旋入式鋼管樁及旋入式鋼管樁的成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種旋入式鋼管樁，包括鋼管，鋼管一端為錐形體，鋼管的另一端為連接件，鋼管上以螺旋形纏繞葉片，葉片與鋼管的接觸線焊接而連接，其特征在于：葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角小于90度，該夾角朝向連接件方向。本發(fā)明還提供上述旋入式鋼管樁成型工藝，其特征在于：包括如下步驟：下料；縮管；螺旋成型；焊接連接件；防銹。本發(fā)明使旋入式鋼管樁易于旋入難以拔出。旋入式鋼管樁的成型自動化，提高效率，節(jié)約時間，穩(wěn)定成品質(zhì)量。
【專利說明】旋入式鋼管粧及旋入式鋼管粧的成型工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種建筑構(gòu)件，尤其涉及一種旋入式鋼管樁，本發(fā)明還涉及旋入式鋼 管樁的的生產(chǎn)成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]旋入式鋼管樁(地樁)在打樁后用于帳篷、廣告牌、農(nóng)業(yè)大棚、活動房、太陽能光伏 等支架底座的錨固。
[0003]其結(jié)構(gòu)如圖1所示，是一個鋼管I’的一端加工為插入地面的錐形體2’，另一端為 打樁過程時使用的連接件3’，打樁后這個連接件3’用于連接支撐物，如光伏產(chǎn)品、路燈桿、 廣告牌、帳篷支架等。在鋼管I’上以螺旋形纏繞葉片4’，葉片4’與鋼管I’的接觸線焊接 而連接在一起。這樣形成的旋入式鋼管樁可以以旋入式打樁法打入地基，并且打入后與地
基結(jié)合穩(wěn)固。
[0004]目前旋入式鋼管樁的葉片4’與鋼管I’的結(jié)合均為事先將葉片4’加工成螺旋圈， 人工將長條形鋼材事先加工成螺旋圈形式的葉片4’，套在鋼管I’上之后，用人工點焊方式 焊接。
[0005]這樣加工工序多，整個加工時間需要20分鐘左右，效率低、且浪費人力、材料。
[0006]人工套管、點焊，事先形成的螺旋圈形式的葉片4’必然發(fā)生變形，導(dǎo)致螺距不均 勻。
[0007]并且，越寬的葉片4’由于自重的增加，上述螺距不均勻現(xiàn)象越嚴(yán)重，因此，為了減 輕螺距不均勻的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)的葉片4’的寬度是受到限制的，一般只能實現(xiàn)l-2cm寬度 的葉片4’，進一步地限制了旋入式鋼管樁的使用范圍。
[0008]如圖2所示，而且，目前的旋入式鋼管樁的葉片4’與鋼管I’的表面是垂直的，也 即在包括鋼管I’的軸線11’的剖面上，葉片4’的剖面的兩條側(cè)線，朝向錐形體2’的那個 側(cè)線41’或者朝向連接件3’的那個側(cè)線42’，是垂直于鋼管I’的軸線11’的(一般地，同 時垂直于鋼管I’的表面)。這種結(jié)構(gòu)當(dāng)錐形體2’朝向地面鉆入時，土壤的阻力F與側(cè)線 41’垂直，當(dāng)鋼管樁安裝好被向上拔時，土壤的拔力F’與側(cè)線42’垂直。
[0009]以上種種，導(dǎo)致使用時，會導(dǎo)致旋入式鋼管樁旋入不暢；抗拔力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種旋入式鋼管樁及旋入式鋼管樁成型工藝，其目的是解決現(xiàn)有技術(shù) 存在的缺點，提供一種易旋入、難拔出的旋入式鋼管樁，并使旋入式鋼管樁的成型自動化， 提高效率，節(jié)約時間，穩(wěn)定成品質(zhì)量。
[0011]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0012]旋入式鋼管樁，包括鋼管，鋼管一端為錐形體，鋼管的另一端為連接件，鋼管上以 螺旋形纏繞葉片，葉片與鋼管的接觸線焊接而連接，其特征在于:葉片朝連接件方向傾斜， 也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角小于90度，該夾角朝向連接件方向。
[0013]所述葉片朝向連接件的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角的范圍是55度到80度，該夾角朝向連接件方向。
[0014]在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向錐形體的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角大于90度,該夾角朝向錐形體。
[0015]所述葉片朝向錐形體的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角的范圍是100度到125度，該夾角朝向錐形體。
[0016]葉片與鋼管之間的朝向錐形體一側(cè)的接觸線具有連續(xù)的焊接體。
[0017]在鋼管上以螺旋形纏繞的葉片的螺距相等。
[0018]旋入式鋼管樁成型工藝，其特征在于:包括如下步驟:
[0019]A:下料:將鋼管裁成旋入式鋼管樁的設(shè)計長度；
[0020]B:縮管:將鋼管的一端縮成錐形體，包括以下兩個步驟:
[0021]B1:加熱:鋼管的一端放進設(shè)備內(nèi)加熱直至軟化；
[0022]B2:錐度成型:將軟化部分的鋼管放進設(shè)備內(nèi)進行縮管，形成錐形體；
[0023]C:螺旋成型:包括以下五個步驟:
[0024]Cl:將步驟B縮管加工后的鋼管可繞軸線旋轉(zhuǎn)地裝入焊接設(shè)備中；
[0025]C2:將葉片送入送料機構(gòu)，調(diào)節(jié)葉片的表面與鋼管軸線之間的夾角，使葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角小于90度，該夾角朝向連接件方向；
[0026]C3:調(diào)節(jié)二氧化碳保護焊的焊接頭，使焊接頭對準(zhǔn)葉片與鋼管之間朝向錐形體方向的接縫；
[0027]C4:啟動焊接設(shè)備，驅(qū)動鋼管旋轉(zhuǎn)，送料機構(gòu)和焊接頭沿與鋼管軸線平行的線路運動，送料機構(gòu)向鋼管表面輸出葉片，葉片因鋼管旋轉(zhuǎn)而呈螺旋形纏繞在鋼管上，同時焊接頭將葉片與鋼管之間的接縫焊接；
[0028]C5:在鋼管上的葉片長度達到要求后，焊接完成，裁斷葉片；
[0029]在步驟C之后具有步驟D:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
[0030]或者步驟A和C之間具有步驟D’:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
[0031]最后有步驟E:對鋼管、鋼管上的葉片、連接件進行防銹處理。
[0032]本發(fā)明的有益之處在于:
[0033]本發(fā)明的旋入式鋼管樁的葉片向連接件方向傾斜翹起，螺距相等，可以使鋼管樁旋入輕便，抗拔能力更強。
[0034]本發(fā)明的工藝由于使送料機構(gòu)在鋼管旋轉(zhuǎn)的同時沿鋼管的軸線方向運動，使葉片可以不斷地螺旋狀纏繞在鋼管上，并且同時利用與送料機構(gòu)同步運動的焊接頭予以焊接加工，提高了加工效率，節(jié)約了加工時間，設(shè)備加工比人工加工質(zhì)量穩(wěn)定。
[0035]由于使用機器驅(qū)動的送料機構(gòu)的直線運動和鋼管的旋轉(zhuǎn)運動使葉片形成螺旋，葉片的輸出與現(xiàn)有技術(shù)先做螺旋圈再套入鋼管相比可以穩(wěn)定控制，螺距(螺紋之間的距離)可以達到一致，使使用時鋼管樁旋入更順暢。這樣避免現(xiàn)有技術(shù)形成螺旋圈的葉片在安裝焊接過程中變形導(dǎo)致螺距不穩(wěn)定，帶來的旋入困難的缺點。由于可以調(diào)節(jié)葉片的表面與鋼管軸線之間的夾角，然后穩(wěn)定輸出葉片，從而可以制造出螺距相等，并且可以得到葉片向連接件方向翹起的鋼管樁，使旋入輕便，抗拔能力更強。二氧化碳保護焊的焊接頭進行焊接可 以使焊接口平整，使旋轉(zhuǎn)順滑，避免現(xiàn)有技術(shù)人工點焊造成的焊接處凹凸不平旋轉(zhuǎn)不暢的 缺點。并且葉片輸出后焊接可以采用更寬的葉片而不至于導(dǎo)致變形，例如可以實現(xiàn)1-1Ocm 寬度的葉片一次成型，擴大了鋼管樁的使用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0037]圖1是現(xiàn)有技術(shù)旋入式鋼管樁結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖2是現(xiàn)有技術(shù)旋入式鋼管樁沿鋼管軸線的剖面的部分放大圖；
[0039]圖3是本發(fā)明加工示意圖；
[0040]圖4是本發(fā)明的旋入式鋼管樁沿鋼管軸線的剖面的部分放大圖。
【具體實施方式】
[0041]如圖3所示:
[0042]本發(fā)明的旋入式鋼管樁，包括鋼管1，鋼管I 一端為錐形體2，鋼管I的另一端為連 接件3，鋼管I上以螺旋形纏繞葉片4。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:如圖4所示，葉片4朝連接件3方向傾斜，也即在葉片 4的包括鋼管I的軸線11的剖面上，葉片4的剖面的兩條側(cè)線，朝向錐形體2的那個側(cè)線 41或者朝向連接件3的那個側(cè)線42與鋼管I的軸線11不垂直(也即與鋼管I的表面不垂 直)，在本實施例中葉片4選用扁鋼，則側(cè)線41和側(cè)線42平行，朝向連接件3的側(cè)線42與 鋼管I的軸線11的夾角a為75度，該夾角a朝向連接件3方向(這個夾角a的范圍可 以是55度到80度)。由于側(cè)線41和側(cè)線42平行，在葉片4的包括鋼管I的軸線11的剖 面上，朝向錐形體2的側(cè)線41與鋼管I的軸線11的夾角P是105度，該夾角P朝向錐形 體2(這個夾角P的范圍可以是100度到125度)。
[0044]葉片4與鋼管I之間的朝向錐形體2 —側(cè)的接觸線具有連續(xù)的焊接體43。
[0045]在鋼管I上以螺旋形纏繞的葉片4的螺距相等。
[0046]在鋼管I的相對于錐形體2的另一端具有通孔5。
[0047]本發(fā)明的葉片4的寬度為l-10cm。
[0048]本發(fā)明的旋入式鋼管樁的優(yōu)點在于，當(dāng)錐形體2朝向地面鉆入時，土壤的阻力F作 用在葉片4上，由于夾角P大于90度，所以，這個力F會被分解，垂直作用在葉片4上的力 比現(xiàn)有技術(shù)情況下的力小，便于旋入，當(dāng)鋼管樁安裝好被向上拔時，土壤的拔力F’作用在葉 片4上，由于夾角a小于90度，所以，垂直作用在葉片4上的力比現(xiàn)有技術(shù)情況下的力大， 難于拔出。
[0049]焊接體43是連續(xù)的，葉片4的螺距相等，都使旋入更加順暢穩(wěn)定，阻力更小。
[0050]以上種種，導(dǎo)致使用時，會導(dǎo)致旋入式鋼管樁比現(xiàn)有的鋼管樁旋入容易；抗拔力強。
[0051]制造上述旋入式鋼管樁的成型工藝包括如下步驟:
[0052]A:下料:將鋼管I裁成旋入式鋼管樁的設(shè)計長度；
[0053]Al:沖孔:在步驟A裁得的鋼管I的一端沖壓出一個徑向的圓形通孔5，這個圓形通孔5橫穿鋼管1，用于螺旋成型時焊接設(shè)備上的旋轉(zhuǎn)桿6可以插入鋼管I使之旋轉(zhuǎn)；
[0054]B:縮管:將鋼管I沒有沖孔的一端縮成錐形體2，包括以下兩個步驟:
[0055]B1:加熱:鋼管I沒有沖孔的一端放進設(shè)備內(nèi)加熱直至軟化；
[0056]B2:錐度成型:將軟化部分的鋼管I放進縮管機設(shè)備內(nèi)進行縮管加工，形成錐形體2 ；
[0057]C:螺旋成型:包括以下五個步驟:
[0058]Cl:將步驟C縮管加工后的鋼管I裝入焊接設(shè)備中，將旋轉(zhuǎn)桿6插入鋼管I 一端的圓形通孔5 ;鋼管I兩端用夾具可旋轉(zhuǎn)地架設(shè)在焊接設(shè)備上，旋轉(zhuǎn)桿6可由焊接設(shè)備驅(qū)動而繞鋼管I的軸線勻速旋轉(zhuǎn)；也即可以將鋼管I的兩端以頂尖頂住的方式夾在焊接設(shè)備上，焊接設(shè)備驅(qū)動旋轉(zhuǎn)桿6轉(zhuǎn)動而驅(qū)動鋼管I轉(zhuǎn)動；其他實施例也可以用其他方式驅(qū)動鋼管I勻速轉(zhuǎn)動即可；
[0059]C2:將葉片4送入送料輪7，調(diào)節(jié)葉片4的表面與鋼管I的軸線之間的夾角；送料輪7是一種送料機構(gòu)，可以是兩個相對的輪，夾住葉片4輸送，也可以是一個輸送槽及其對應(yīng)設(shè)置的輪，夾在葉片4輸送，總之可以將葉片4輸送出來，葉片4可以選用條形扁鋼，在進入送料輪7之前繞在大輪上；葉片4的寬度可以是I一 IOcm ；
[0060]C3:調(diào)節(jié)二氧化碳保護焊的焊接頭8，使焊接頭8對準(zhǔn)葉片4與鋼管I之間的接縫，這個接縫朝向錐形體2的方向；送料輪7以移動螺母71設(shè)在焊接設(shè)備上設(shè)置的螺桿10上，焊接頭8以移動螺母81設(shè)在一個焊接設(shè)備上設(shè)置的螺桿9上，螺桿10、螺桿9與鋼管I的軸線平行，螺桿10、螺桿9轉(zhuǎn)動時，送料輪7可隨著移動螺母71沿螺桿10平移，焊接頭8可隨著移動螺母81而沿螺桿9方向平移運動；
[0061]C4:啟動焊接設(shè)備,驅(qū)動旋轉(zhuǎn)桿6旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)桿6帶動鋼管I緩慢勻速旋轉(zhuǎn),送料輪7沿螺桿10的方向勻速運動，焊接頭8沿螺桿9的方向勻速運動，也即沿與鋼管I的軸線平行的線路運動，送料輪7從錐形體2的某個合適位置開始向鋼管I的表面勻速輸出葉片4，葉片4因鋼管I旋轉(zhuǎn)而呈螺旋形纏繞在鋼管I上，同時焊接頭8將葉片4與鋼管I之間的接縫焊接，形成焊接體43 ;這里的焊接頭8可以是活動地安裝在移動螺母81上，以適應(yīng)焊縫從錐形體2過渡到鋼管I的圓柱部分的過程而不至于產(chǎn)生運動干涉；
[0062]C5:在鋼管I上的葉片4長度達到要求后，焊接完成，裁斷葉片4 ；
[0063]D:在鋼管I的非錐形體的端部焊接連接件3 ;連接件3是螺帽或法蘭盤或其他連接件，連接件3主要用于設(shè)備打樁用，以及連接支撐物，如光伏產(chǎn)品、路燈桿、廣告牌、帳篷支架等；
[0064]E:對鋼管I (及表面的葉片4，連接件3等)進行熱鍍鋅或油漆以進行防銹處理。
[0065]上述工藝中，在鋼管I的非錐形體的端部焊接連接件3這個工序是在步驟C在鋼管I的表面纏繞好葉片4后才進行的。這種情況下才需要步驟Al:沖孔，得到有通孔5的鋼管1，然后在步驟C時將旋轉(zhuǎn)桿6插入鋼管I 一端的圓形通孔5 —邊驅(qū)動鋼管I旋轉(zhuǎn)。
[0066]在其他實施例中，也可以在在步驟A和C之間進行步驟D’:在鋼管I的非錐形體的端部焊接連接件3。這種情況下，進行步驟C時鋼管I上已經(jīng)有連接件3 了，這樣就不需要步驟Al的沖孔這道工序，步驟C時鋼管I安裝到焊接設(shè)備時，只需要錐形體I頂尖方式架設(shè)在焊接設(shè)備上，焊接設(shè)備轉(zhuǎn)動軸上套上模塊夾具，模塊夾具夾住連接件3旋轉(zhuǎn)，就可以實現(xiàn)鋼管I的選擇，這種情況下生產(chǎn)出來的鋼管樁沒有通孔5。[0067]采用這種工藝，才便于生產(chǎn)出本發(fā)明的旋入式鋼管樁，否則就無法保證本發(fā)明的 旋入式鋼管樁的結(jié)構(gòu)的可制造性和穩(wěn)定性，因為不以機械配合穩(wěn)定輸出葉片，葉片的螺距 就無法保持相同，要保證葉片向連接體方向以穩(wěn)定的角度傾斜也很困難，不以穩(wěn)定的機械 焊接方式在葉片輸出時同步焊接，難以保證焊接體的連續(xù)性。并且葉片輸出后焊接可以采 用更寬的葉片而不至于導(dǎo)致變形，可以實現(xiàn)1-1Ocm寬度的葉片一次成型。
[0068]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.旋入式鋼管樁，包括鋼管，鋼管一端為錐形體，鋼管的另一端為連接件，鋼管上以螺旋形纏繞葉片，葉片與鋼管的接觸線焊接而連接，其特征在于:葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角小于90度，該夾角朝向連接件方向。
2.如權(quán)利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特征在于:所述朝向連接件的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角的范圍是55度到80度，該夾角朝向連接件方向。
3.如權(quán)利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特征在于:在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向錐形體的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角大于90度，該夾角朝向錐形體。
4.如權(quán)利要求3所述的旋入式鋼管樁，其特征在于:所述朝向錐形體的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角的范圍是100度到125度，該夾角朝向錐形體。
5.如權(quán)利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特征在于:葉片與鋼管之間的朝向錐形體一側(cè)的接觸線具有連續(xù)的焊接體。
6.如權(quán)利要求1所述的旋入式鋼管樁，其特征在于:在鋼管上以螺旋形纏繞的葉片的螺距相等。
7.制造如權(quán)利要求1所述的旋入式鋼管樁的旋入式鋼管樁成型工藝，其特征在于:包括如下步驟: A:下料:將鋼管裁成旋入式鋼管樁的設(shè)計長度； B:縮管:將鋼管的一端縮成錐形體，包括以下兩個步驟: B1:加熱:鋼管的一端放進設(shè)備內(nèi)加熱直至軟化； B2:錐度成型:將軟化部分的鋼管放進設(shè)備內(nèi)進行縮管，形成錐形體； C:螺旋成型:包括以下五個步驟: Cl:將步驟B縮管加工后的鋼管可繞軸線旋轉(zhuǎn)地裝入焊接設(shè)備中； C2:將葉片送入送料機構(gòu)，調(diào)節(jié)葉片的表面與鋼管軸線之間的夾角，使葉片朝連接件方向傾斜，也即在葉片的包括鋼管的軸線的剖面上，朝向連接件的側(cè)線與鋼管的軸線的夾角小于90度，該夾角朝向連接件方向； C3:調(diào)節(jié)二氧化碳保護焊的焊接頭，使焊接頭對準(zhǔn)葉片與鋼管之間的朝向錐形體方向的接縫； C4:啟動焊接設(shè)備，驅(qū)動鋼管旋轉(zhuǎn)，送料機構(gòu)和焊接頭沿與鋼管軸線平行的線路運動，送料機構(gòu)向鋼管表面輸出葉片，葉片因鋼管旋轉(zhuǎn)而呈螺旋形纏繞在鋼管上，同時焊接頭將葉片與鋼管之間的接縫焊接； C5:在鋼管上的葉片長度達到要求后，焊接完成，裁斷葉片。
8.如權(quán)利要求7所述的旋入式鋼管樁成型工藝，其特征在于:在步驟C之后具有步驟D:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
9.如權(quán)利要求7所述的旋入式鋼管樁成型工藝，其特征在于:在步驟A和C之間具有步驟D’:在鋼管的非錐形體的端部焊接連接件。
10.如權(quán)利要求8或9所述的旋入式鋼管樁成型工藝，其特征在于:最后有步驟E:對鋼管、鋼管上的葉片、連接件進行防銹處理。
【文檔編號】E02D5/56GK103572751SQ201310567621
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】洪求耀 申請人:洪求耀