哈工大（威海）專區(qū)
基本信息
- 作品名稱：
- 電磁加速式打樁機(jī)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡介：
建筑施工領(lǐng)域的打樁機(jī)分重力錘式和柴油錘式兩種。前者落錘沉重，整機(jī)龐大，不便運(yùn)輸；后者以柴油爆燃為動力，噪聲大、尾氣排放嚴(yán)重，不符合未來施工“節(jié)能減排，綠色低碳”的趨勢。為保證樁機(jī)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，本作品采用新型的電磁彈射技術(shù)加速落錘。通過已制作完成的樣品可看到，此種電磁加速式打樁機(jī)擁有無噪聲污染、無尾氣排放；動力來源（市電）清潔綠色；操作性、可控性好；制造和使用成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
電磁彈射技術(shù)是未來工業(yè)、軍事領(lǐng)域重要的前沿應(yīng)用技術(shù)，它具有峰值作用力大、無聲加速、無廢氣排放、可控性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，其在相關(guān)領(lǐng)域的部分應(yīng)用（如軍事領(lǐng)域中的電磁炮）即將改變傳統(tǒng)軍事模式。而其在工業(yè)領(lǐng)域的推廣剛剛開始，說明其市場潛力非?？捎^。 在對現(xiàn)有的打樁技術(shù)進(jìn)行分析后，可知新型打樁機(jī)必須擁有以下特點(diǎn)：
1 大幅度提高加速力峰值以縮短加速距離、減小落錘質(zhì)量；
2 打樁動力來源必須綠色清潔以符合低碳環(huán)保要求；
3 落錘加速過程無噪聲，無尾氣排放以符合施工場地低噪聲、低廢氣指標(biāo)；
4 打樁機(jī)樁擊動力參數(shù)隨施工場地條件變化可調(diào)，可控性好，易于使用。
而采用電磁能作動力來源的電磁彈射技術(shù)則同時擁有以上優(yōu)點(diǎn)。 在對各種電磁彈射方式進(jìn)行進(jìn)一步的研究后，考慮到發(fā)射物體為質(zhì)量很大的鋼制圓柱狀落錘，我們最終選定使用電磁彈射領(lǐng)域中的“磁阻式”電磁彈射方式加速落錘。
磁阻式電磁彈射的應(yīng)用原理是“最小磁阻原則”，即磁力線總是要沿著磁阻最小的路線閉合。所謂磁阻，是指處于磁場中的物質(zhì)阻止線圈在其周圍建立磁通的能力。這個原則的外在表現(xiàn)是：任何一個磁場都會產(chǎn)生磁動力矩，以使周圍磁阻小的物體盡可能地進(jìn)入其磁力線回路，而永磁鐵吸引鐵磁性物體就是這個原理的體現(xiàn)之一。本作品中，鐵磁性物體即為落錘，通電的螺線管即為磁鐵；而為獲得較大的吸引力矩，需要為螺線管通一個強(qiáng)電流，這個強(qiáng)電流在本作品中通過電容放電產(chǎn)生。這樣，螺線管，電容就建立起了電磁式樁擊的最核心部分。 在每一次樁擊過后，控制單元開啟充電回路再次為電容充電，同時控制牽引著末端帶有抓鉤的卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動，將完成樁擊的落錘提起至合適位置，等待電容充電完畢后再次進(jìn)行樁擊。
以上便是電磁加速式打樁機(jī)基本的工作流程?？紤]到施工現(xiàn)場的環(huán)境和條件不同，樁擊流程和參數(shù)可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步修改細(xì)化，這時，全電化操縱所帶來的“參數(shù)易修改”優(yōu)點(diǎn)便可以很好地體現(xiàn)。- 獲獎情況：
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎
1.2011年4月，在學(xué)?！疤魬?zhàn)杯”全國大學(xué)生學(xué)術(shù)科技作品競賽中，獲特等獎。
2.已提交相關(guān)專利四項(xiàng)，發(fā)明專利已進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查階段
