本發明涉及一種自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，是一種用于清理拉森鋼板樁u型槽內土的設備。本發明還涉及上述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機的使用方法。

　　背景技術：

　　拉森鋼板樁又叫u型鋼板樁，它作為一種新型建材，在建橋圍堰、大型管道鋪設、臨時溝渠開挖時作擋土、擋水、擋沙墻；在碼頭、卸貨場作護墻、擋土墻、堤防護岸等，在工程上發揮著重要作用。拉森鋼板樁做基坑或溝槽支護不僅綠色、環保而且施工速度快、鋼板樁多次重復利用率高，施工費用低，效率高，目前在各類工程中大量使用。

　　拉森sp-iv型鋼板樁在國內應用最為廣泛，作為基坑臨時支護結構，鋼板樁通過打樁設備垂直插入土中，左右相鄰的鋼板樁通過兩側的鎖扣相互咬合。由于鋼板樁的u型槽開口寬度約為35cm、槽深17cm，在基坑或溝槽開挖時，鋼板樁u型槽內的土無法用挖掘機挖除，通常由工人站在基坑邊緣或者基坑底使用特殊加工的撬棍、鐵鏟、鐵锨等工具進行清理，費時費工，效率極低，勞動強度非常大，而且，由于基坑或溝槽深度一般在3m～10m之間，工人站在基坑邊緣或基坑內進行高強度的施工作業，不僅效率非常低，而且安全隱患巨大，很容易出現人員傷亡事故。

　　技術實現要素：

　　針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明提供了一種可安全作業、施工效率高的拉森鋼板樁槽內土清理機。

　　本發明是通過如下技術方案來實現的：一種自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：包括鋼管框架、汽油發動機、齒輪箱、切土刀盤、刮土板、走行輪、強力磁鐵，所述汽油發動機設置在所述鋼管框架的后部，所述齒輪箱設置在所述鋼管框架的前端，所述汽油發動機的輸出軸與所述齒輪箱的輸入軸連接，所述汽油發動機的輸出軸的前端和后端分別通過一個定位塊可轉動地與鋼管框架連接，所述切土刀盤可拆卸地連接在所述齒輪箱的輸出軸上，所述刮土板設置在所述切土刀盤的后方并與所述鋼管框架固定連接，所述刮土板的橫截面形狀與鋼板樁的橫截面形狀一致，所述刮土板的中后部呈弧狀彎起且其凹弧面朝前，在所述鋼管框架底部兩側分別設置有兩個所述走行輪，兩側的走行輪之間的距離與鋼板樁的兩側鎖扣之間的距離一致，在每個所述走行輪的軸向外側均連接有導向限位塊，在所述鋼管框架的底部連接有多個所述強力磁鐵，在所述鋼管框架的后端設置有用于連接拉繩的尾鉤。

　　本發明中，汽油發動機用于提供動力以驅動齒輪箱帶動切土刀盤轉動。本發明工作時，在有拉森iv型鋼板樁垂直支護的基坑開挖施工中，走行輪騎于鋼板樁兩側的鎖扣上，切土刀盤向下，尾鉤向上，對準鋼板樁的u型槽安裝在鋼板樁頂部。通過強力磁鐵的吸引力將清理機吸附于鋼板樁上，防止清理機墜落。安裝就位后點火啟動汽油發動機，汽油發動機驅動齒輪箱帶動切土刀盤旋轉，清理機在重力的作用下順著鋼板樁垂直向下走行，在清理機走行過程中通過切土刀盤的刀片旋轉切土，通過切土刀盤后方的刮土板刮除槽內的土。清理機在自上而下的豎直行進過程中，可將鋼板樁槽內土清理干凈。清理完一根鋼板樁后，通過拉繩將清理機拉回鋼板樁頂端，然后可移位進行下一根鋼板樁的清理。本發明中的刮土板既可以將切土刀盤工作后殘余的土刮除干凈，又可以作為擋板將土與發動機隔離開，保護發動機。

　　進一步的，為便于將鋼板樁槽內的土鏟起并使其自由脫落，所述刮土板與前進方向呈30～45度夾角。

　　進一步的，為便于刮除鋼板樁槽內的土，所述刮土板的下端邊緣帶有鋸齒形刀刃。

　　進一步的，為使強力磁鐵的磁力既能將清理機吸附于鋼板樁上，又能保證清理機在自重作用下穩定走行，所述強力磁鐵為直徑是40～50mm的圓片磁鐵，所述強力磁鐵的數量為4-6個，分別對稱布置在所述鋼管框架的底部。

　　進一步的，所述汽油發動機為風冷二沖程發動機。采用風冷二沖程發動機，可以在滿足動力需求的情況下，使得設備整體結構簡單輕便，運行可靠耐用，制造成本低，維護簡單。

　　進一步的，為獲得足夠的扭矩，確保切土刀盤切土推進時平穩有力，所述齒輪箱的輸出轉速為15～30r/min。

　　進一步的，為提高切土效率及切土效果，所述齒輪箱的輸出軸為左右雙輸出結構，所述齒輪箱的每一端的輸出軸上均連接有至少一個所述切土刀盤。

　　進一步的，所述齒輪箱的每一端的輸出軸上均連接有兩個所述切土刀盤。

　　進一步的，為便于均勻切土，所述切土刀盤包括有四根長度不同的刀片，所述刀片的厚度由刀刃至刀背逐漸變厚。

　　進一步的，為便于刮土板連接及保證刮土板工作可靠性，所述鋼管框架的下部連接有可置于鋼板樁u型槽內的刮土板固定架，所述刮土板與所述刮土板固定架連接。

　　本發明的有益效果是：本發明改變了現有技術中的人工施工作業方式，采用機械化作業方式，不僅能夠大大提高施工作業效率，而且可以讓工人遠離基坑邊緣，實現了安全作業。本發明重量輕，操作靈活方便，由一名工人就可以輕松操作。本發明工作效率高，可以節省施工成本，根據測算，在不同的土質條件下，一名工人8小時可以清理鋼板樁槽內土80～120m，而本發明可以完成300～450m，工效提高了3～5倍，而且基坑越深，設備安拆移位的次數越少，效率優勢越顯著。

　　附圖說明

　　圖1為本發明的平面圖；

　　圖2為圖1的側視圖；

　　圖3為圖1中的a-a斷面圖；

　　圖4為圖1中的b-b斷面圖；

　　圖5為圖1中的c-c斷面圖；

　　圖6是本發明工作時的結構示意圖；

　　圖7是拉森鋼板樁的截面圖；

　　圖中：1、鋼管框架，2、汽油發動機，3、連接盤，4、定位塊，5、齒輪箱，6、切土刀盤，7、刮土板，8、走行輪，9、導向限位塊，10、強力電磁鐵，11、尾鉤、12、拉繩，13、螺栓副，14、刮土板固定架，15、橡膠防滑套，16、鋼板樁。

　　具體實施方式

　　下面通過非限定性的實施例并結合附圖對本發明作進一步的說明：

　　如附圖所示，一種拉森鋼板樁槽內土清理機，其包括鋼管框架1、汽油發動機2、齒輪箱5、切土刀盤6、刮土板7、走行輪8、強力磁鐵10。

　　鋼管框架1為采用25*25mm方管焊接連接的框架結構。鋼管框架1的主體為長方形結構，其上部兩側連接有把手，把手上設置有橡膠防滑套15，用于搬運設備時防滑防勒手。在鋼管框架1的前側下部連接有刮土板固定架14，刮土板固定架14可置于鋼板樁的u型槽內。汽油發動機2設置在鋼管框架1的后部，齒輪箱5設置在鋼管框架1的前端。汽油發動機2通過連接盤3連接汽油發動機2的輸出軸，汽油發動機2的輸出軸與齒輪箱5的輸入軸連接，在汽油發動機2的輸出軸的前端和后端位置分別設置有一個定位塊4，汽油發動機2的輸出軸可轉動地穿在定位塊4上的軸孔內，同時通過定位塊4將汽油發動機2的輸出軸與鋼管框架1連接固定。本實施例中，汽油發動機2采用風冷二沖程發動機。由于該設備所需的重量不宜過大，因此選用50cc左右的小排量汽油發動機，功率1.9kw,反沖啟動。切土刀盤6可拆卸地連接在齒輪箱5的輸出軸上。齒輪箱5由減速齒輪構成，為現有技術，齒輪箱5的作用是將汽油發動機的輸出動力傳遞給前端切土刀盤6，將發動機的高轉速轉換為切土刀盤6的低轉速。獲得足夠的扭矩，齒輪箱5的傳動比設置較大，使輸出軸的轉速控制在15～30r/min，這樣可獲得足夠的扭矩，確保切土刀盤切土推進時平穩有力。為提高切土效率及切土土效果，本發明中的齒輪箱5的輸出軸為左右雙輸出結構，齒輪箱5的每一端的輸出軸上均連接有至少一個切土刀盤6。本實施例中優選的是，在齒輪箱5的每一端的輸出軸上均連接有兩個切土刀盤6。每個切土刀盤6包括有四根刀片，為便于均勻切土，每個切土刀盤6的4根刀片設置為不同長度，刀片的厚度由刀刃至刀背逐漸變厚，刀背厚度為6mm。切土刀盤6的最大工作半徑11cm，刀片寬度3.5cm，刀尖距離鋼板樁約1cm的高度，刀盤切土的寬度范圍為28cm。為適應不同規格的拉森鋼板樁(主要是非標鋼板樁)，可配備其他長度規格的備用刀片，可根據需要隨時替換。所述刮土板7設置在切土刀盤6的后方并通過螺栓副13與鋼管框架1固定連接。所述刮土板7由5mm厚的鋼板加工而成，其橫截面形狀與鋼板樁的橫截面形狀一致，其兩翼一直延伸到鋼板樁鎖扣位置，該結構形式可確保將鋼板樁橫斷面的土全部刮除。刮土板7的前端邊緣設置鋸齒形的刀刃，刮土板7的前端距鋼板樁u型槽的鋼板面約3mm，既要最大限度的將鋼板樁槽內土刮除掉，又要防止其碰到鋼板樁內的焊疤等凸起物。刮土板7的中后部呈弧形狀彎起且其凹弧面朝前，與前進方向呈30～45度夾角，以利于鋼板樁槽內土被鏟起并自由脫落。為便于刮土板7的連接及保證刮土板7的工作可靠性，本實施例中在鋼管框架1的下部連接有可置于鋼板樁u型槽內的刮土板固定架14，刮土板7與刮土板固定架14通過螺栓副13連接。刮土板固定架14采用鋼管焊接制作，其結構如附圖4所示。刮土板7的作用是將切土刀盤6工作后殘余的土刮除干凈，且可以作為擋板將土與發動機隔離開，保護發動機。在所述鋼管框架1底部左右兩側分別設置有兩個走行輪8，共四個走行輪8，走行輪8的直徑為4cm，左右兩側的走行輪8的中心距與鋼板樁的兩側鎖扣之間的距離一致，走行輪8的材料采用防滑膠輪。走行輪8采用無驅動力設置，可自由轉動。在每個走行輪8的軸向外側均連接有導向限位塊9，通過導向限位塊9來保持設備能始終沿著鋼板樁軸線移動，防止設備在工作狀態下偏離方向。在所述鋼管框架1的底部連接有多個強力磁鐵10，強力磁鐵10的作用是通過磁鐵的磁力將設備吸附于鋼板樁上，防止設備墜落。磁鐵的磁力大小應既不會因吸附力過小影響設備安全，也不會因吸附力過大影響設備靠重力走行。優選，強力磁鐵10采用直徑40～50mm的圓片磁鐵，強力磁鐵的數量根據現場實際工況確定，優選按4-6個設置，分別對稱布置在鋼管框架1底部。在所述鋼管框架1的后端設置有尾鉤11，尾鉤11上連接拉繩12。尾鉤11的作用是通過拉繩將設備與地面聯系起來。拉繩12略帶彈性，其一端連接在鋼管框架1的尾鉤11上，另一端固定于地面。拉繩12既可以保護設備，防止設備因意外脫落掉入基坑中，也可以在設備完成清土作業后由工人將設備從基坑中拉回地面。

　　本發明使用時，將清理機兩側的走行輪8分別騎于鋼板樁16兩側的鎖扣上，切土刀盤6向下，尾鉤11向上，安裝在鋼板樁16頂部。由于磁力的作用，清理機自動吸附于鋼板樁16上。設備安裝就位后點火啟動汽油發動機2，汽油發動機2驅動齒輪箱5帶動切土刀盤6旋轉，清理機在重力的作用下順著鋼板樁16垂直向下走行，在清理機走行過程中通過切土刀盤6的刀片旋轉切土，通過切土刀盤6后方的刮土板7刮除槽內的土。清理機在自上而下的豎直行進過程中，可將鋼板樁槽內土清理干凈。清理完一根鋼板樁后，由操作人員通過拉繩12將清理機拉回鋼板樁頂端，然后移位至下一根鋼板樁，重復上一個循環的操作過程。

　　本發明總體尺寸為：長度57cm、寬度44cm、高度35cm，總重量14.5kg。本發明整體體積小、重量輕，操作方便，由一名工人就可以輕松操作，能大大提高工作效率，且安全性大幅度提升。

　　本實施例中的其他部分均為現有技術，在此不再贅述。

　　技術特征：

　　1.一種自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：包括鋼管框架(1)、汽油發動機(2)、齒輪箱(5)、切土刀盤(6)、刮土板(7)、走行輪(8)、強力磁鐵(10)，所述汽油發動機(2)設置在所述鋼管框架(1)的后部，所述齒輪箱(5)設置在所述鋼管框架(1)的前端，所述汽油發動機(2)的輸出軸與所述齒輪箱(5)的輸入軸連接，所述汽油發動機(2)的輸出軸的前端和后端分別通過一個定位塊(4)可轉動地與鋼管框架(1)連接，所述切土刀盤(6)可拆卸地連接在所述齒輪箱(5)的輸出軸上，所述刮土板(7)設置在所述切土刀盤(6)的后方并與所述鋼管框架(1)固定連接，所述刮土板(7)的橫截面形狀與鋼板樁的橫截面形狀一致，所述刮土板(7)的中后部呈弧狀彎起且其凹弧面朝前，在所述鋼管框架(1)底部兩側分別設置有兩個所述走行輪(8)，兩側的走行輪(8)之間的距離與鋼板樁的兩側鎖扣之間的距離一致，在每個所述走行輪(8)的軸向外側均連接有導向限位塊(9)，在所述鋼管框架(1)的底部連接有多個所述強力磁鐵(10)，在所述鋼管框架(1)的后端設置有用于連接拉繩的尾鉤(11)。

　　2.根據權利要求1所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述刮土板(7)與前進方向呈30～45度夾角。

　　3.根據權利要求1所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述刮土板(7)的下端邊緣帶有鋸齒形刀刃。

　　4.根據權利要求1所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述強力磁鐵(10)為直徑是40～50mm的圓片磁鐵，所述強力磁鐵(10)的數量為4-6個，分別對稱布置在所述鋼管框架(1)的底部。

　　5.根據權利要求1所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述汽油發動機(2)為風冷二沖程發動機。

　　6.根據權利要求1所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述齒輪箱(5)的輸出轉速為15～30r/min。

　　7.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述齒輪箱(5)的輸出軸為左右雙輸出結構，所述齒輪箱(5)的每一端的輸出軸上均連接有至少一個所述切土刀盤(6)。

　　8.根據權利要求7所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述齒輪箱(5)的每一端的輸出軸上均連接有兩個所述切土刀盤(6)。

　　9.根據權利要求7所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機，其特征是：所述切土刀盤(6)包括有四根長度不同的刀片，所述刀片的厚度由刀刃至刀背逐漸變厚。

　　10.一種如權利要求1-9任一所述的自行式拉森鋼板樁槽內土清理機的使用方法，其特征是：在鋼板樁(16)頂部，將清理機兩側的走行輪(8)分別騎于鋼板樁兩側的鎖扣上，且切土刀盤(6)向下，尾鉤(11)向上，通過強力磁鐵(10)使清理機吸附于鋼板樁(16)頂部；清理機安裝就位后點火啟動汽油發動機(2)，汽油發動機(2)驅動齒輪箱(5)帶動切土刀盤(6)旋轉，清理機在重力的作用下順著鋼板樁(16)垂直向下走行，走行過程中通過切土刀盤(6)的刀片旋轉切土，通過刮土板(7)刮除槽內的土，清理機在自上而下的行進過程中將鋼板樁(16)u型槽內的土清理干凈；清理完一根鋼板樁(16)后，由操作人員通過拉繩(12)將清理機拉回鋼板樁(16)頂端，然后移位至下一根鋼板樁(16)，重復上一個循環的操作過程。

　　技術總結

　　本發明公開了一種自行式拉森鋼板樁槽內土清理機。其包括鋼管框架、汽油發動機、齒輪箱、切土刀盤、刮土板、走行輪、強力磁鐵，汽油發動機設置在鋼管框架的后部，齒輪箱設置在鋼管框架的前端，汽油發動機的輸出軸與齒輪箱的輸入軸連接，汽油發動機的輸出軸的前端和后端分別通過一個定位塊可轉動地與鋼管框架連接，切土刀盤連接在齒輪箱的輸出軸上，刮土板設在切土刀盤的后方并與鋼管框架連接，刮土板的橫截面形狀與鋼板樁的橫截面形狀一致，刮土板的中后部呈弧狀彎起且其凹弧面朝前，在鋼管框架底部兩側分別設有兩個走行輪，在每個走行輪的外側均連接有導向限位塊，在鋼管框架的底部連接有多個強力磁鐵，在鋼管框架的后端設有用于連接拉繩的尾鉤。

　　技術研發人員：黃峻峻;楊基好;孫延琳;欒志強;陳雷;袁昌偉;歐陽光輝;趙世杰;張延軍;張文印;劉慶款;朱凡超;沈典峰;侯超峰;韋程偉;張響斌;漆世虎;杜展展

　　受保護的技術使用者：中鐵十局集團第四工程有限公司;中鐵十局集團有限公司

　　技術研發日：2020.06.08

　　技術公布日：2020.09.25