CN103306265A - 一种抗剪组合夯锤 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗剪组合夯锤，其特征在于：包括至少一层第一夯锤体，各第一夯锤体上下堆叠放置，最上层的第一夯锤体顶部设置有第二夯锤体，第一夯锤体和第二夯锤体通过连接螺栓连接一体，且第一夯锤体和第二夯锤体内均设置有上下贯通的通气孔，第二夯锤体顶部设置有吊耳，第一夯锤体和第二夯锤体的顶部均设置有凸台，底部均设置有凹槽，第一夯锤体与第二夯锤体之间，以及相邻的第一夯锤体之间均通过凸台与凹槽相互配合安装。本发明不仅能够满足现有强夯施工中不同能级用锤的需求，而且能够避免夯锤重心偏离中心引起的连接螺栓受剪切力损坏的问题，组装更换操作简单、成本低，运输方便。

Description

一种抗剪组合夯锤

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种抗剪组合夯锤。

背景技术

强夯机是利用夯锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降的设备。脱钩器是强夯机上用的夯锤脱钩装置。而夯锤则是用于提高深层地基的承载力，抗摔的重量块。

在强夯加固地基过程中，强夯机将夯锤（不少于20吨）提到高处后，夯锤脱钩，自由落下，反复多次夯击地面，其动能在土中形成强大的冲击波和高应力，给地基以冲击和振动，对土体进行强力夯实，从而提高地基的强度、降低压缩性、改善地基的抵抗震动液化能力、消除湿陷性等。夯锤是强夯机的重要部件，根据不同的地质情况和处理要求，采用的强夯能级也是不同的，这就要求施工现场应具备多种不同质量的夯锤。同时由于夯锤的制造误差，夯锤的密度不均，在强夯施工过程中，造成夯锤在脱钩后，棱角先着地，夯锤在地基巨大的冲击力作用下常常出现夯锤底部磨损的现象,易造成夯锤损坏，这就要求夯锤棱角具有抗冲击能力。同时随着强夯机向大夯能方向发展，需要夯锤的重量越来越大，但又受到运输尺寸的限制,夯锤宽度不能随意扩大。

现有技术中常用到的夯锤一般分为可调质量夯锤和整体式夯锤，其各自结构和存在的问题如下。

可调质量夯锤一般采用板材制成，如图1-3所示，其由若干个单层圆形夯锤体1构成，最上层的夯锤体1顶部设置有吊耳2，各夯锤体1内均匀设置若干个上下贯通的通气孔3，单层夯锤体穿设螺栓5的位置底部开有螺栓孔凹槽4，各单层夯锤体1由若干大直径高强度的螺栓5连接为一体，螺栓5顶部设置螺母6。板材夯锤存在的问题是：单层夯锤体的板材厚度一般都在100mm以下，若组装60吨夯锤，则需要20块板材，安装费时；夯锤棱角着地的因素是多方面的，如同时由于夯锤制造误差，吊耳位置固定尺寸有偏差等，造成夯锤在脱钩前就是偏的，再就是夯锤体采用螺栓固定，相邻的单层夯锤体之间存在间隙，也容易造成夯锤重心偏离中心，在落地阻力下易造成棱角着地。夯锤的棱角着地，棱角承受较大的冲击作用力，夯锤的连接螺栓容易承载剪切力，造成损坏。

整体式夯锤一般采用铸造碳钢制成，铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性等优点。但铸钢夯锤存在的问题是，强夯施工中不同能级使用，需要配置不同重量的夯锤，整体式夯锤无法调节重量，不能满足不同能级的需要；铸钢夯锤工艺复杂、成本高；铸钢夯锤的吊耳容易被磨损损坏，造成铸钢夯锤整体报废；铸钢夯锤尺寸太多，无法气割，也就不能做废料销售，损失较大成本。

随着强夯机向大夯能方向发展，需要夯锤的重量越来越大，但由于受运输尺寸的限制，夯锤的地面直径又不能根据需要无限增大。例如：一般运输车辆的限制宽度在2米范围内，超宽不得超过2.5米。根据该运输规范要求，夯锤的地面直径就不得超过2.5米，如果在地面直径不超过2.5米的限制下，增加夯锤的高度，则会造成夯锤的高度太高，无法挂钩的问题，这就需要借助辅助爬梯挂钩，而在工地上辅助爬梯很难固定。

发明内容

本发明的目的是提出一种在强夯加固地基时所用的抗剪组合夯锤，其通过组合，不仅能够满足现有强夯施工中不同能级用锤的需求，而且能够避免夯锤重心偏离中心引起的螺栓受剪切力损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种抗剪组合夯锤，其特征在于：包括至少一层第一夯锤体，各所述第一夯锤体上下堆叠放置，最上层的所述第一夯锤体顶部设置有第二夯锤体，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体通过连接螺栓连接一体，且所述第一夯锤体和所述第二夯锤体内均设置有上下贯通的通气孔，所述第二夯锤体顶部设置有吊耳，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体的顶部均设置有凸台，底部均设置有凹槽，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体之间，以及相邻的所述第一夯锤体之间均通过所述凸台与所述凹槽相互配合安装。本发明提供的抗剪组合夯锤采用组合的方式，运输时只需拆成单层夯锤体就可以运输，不超重，运输简单方便；同时夯锤落地之后产生的剪切冲击力，通过夯锤体的凹槽与凸台来承载，接触面积大，夯锤体上的一个整体的凹槽与一个整体的凸台加工方便，配合间隙容易保证，能够有效解决夯锤棱角着地带来的螺栓受剪切力损坏的问题。

进一步的，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体的顶部边缘均设置有爬梯凹槽，各所述爬梯凹槽上下对齐，形成爬梯。上述方案方便操作人员爬夯锤挂钩，解决了在工地上辅助爬梯固定困难，造成无法挂钩的问题。

进一步的，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体的一侧均切割掉一小于夯锤体一半的部分，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体切割掉的一侧和未切割掉的一侧上下交错安装，形成的缺口用于爬梯。上述方案方便操作人员爬夯锤挂钩，解决了在工地上辅助爬梯固定困难，造成无法挂钩的问题，同时有利于使夯锤体的地面直径控制在运输限制尺寸内。

进一步的，所述连接螺栓包括一体设置的螺栓头和螺杆，所述螺栓头位于最下层的所述第一夯锤体底部的凹槽内，所述螺杆穿过所述第一夯锤体和所述第二夯锤体，且穿出所述第二夯锤体的端部的直径小于所述螺杆其他部分的直径，该端部设置常规的螺母。上述方案解决了伴随着夯锤的重量越来越大，连接螺栓的直径增大，导致出现常规的螺母无法匹配的问题。

进一步的，所述第二夯锤体与所述螺母之间的所述螺杆上设置有至少一个垫板。若在原来连接螺栓的基础上采用小重量的夯锤，则可以通过减少夯锤体的数量，然后增加垫板的数量即可，因此，可以组合成不同重量的夯锤，满足强夯施工中不同能级的使用，需要配置不同重量夯锤的要求。

进一步的，所述螺栓头上设置有固定孔，通过固定该固定孔，可以方便上紧螺母，解决了连接螺栓容易跟螺母一起转动，无法拧紧的问题。

进一步的，所述第二夯锤体上设置有安装吊装螺钉用的吊装通孔，所述第一夯锤体上设置有安装吊装螺钉用的吊装盲孔，方便夯锤的吊装。

进一步的，所述吊装通孔的设置位置和所述吊装盲孔的设置位置对应，方便夯锤的吊装。

进一步的，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体上的所述凸台的半径与其自身的半径的比值范围为0.4-0.8。上述方案能够保证凹槽与凸台大面积接触，凸台不被剪断，同时也保证夯锤体的凹槽不被破坏。

进一步的，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体均采用铸造碳钢制成。夯锤体具有较高的强度、塑性和韧性。

基于上述技术方案，本发明能够满足现有强夯施工中不同能级用锤的需求，而且能够避免夯锤重心偏离中心引起的连接螺栓受剪切力损坏的问题，以及对夯锤底部的磨损等问题，同时其组装更换操作简单、成本低，运输方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中的可调质量板材夯锤结构示意图；

图2为图1的A-A剖视示意图；

图3为图1的B-B剖视示意图；

图4为本发明抗剪组合夯锤的一实施例主视示意图；

图5为图4的剖视示意图；

图6为本发明抗剪组合夯锤实施例中的第一夯锤体主视示意图；

图7为图6的剖视示意图；

图8为图6的俯视示意图；

图9为图6的仰视示意图；

图10为本发明抗剪组合夯锤实施例中的第二夯锤体主视示意图；

图11为图10的剖视示意图；

图12为图10的俯视示意图；

图13为本发明抗剪组合夯锤减少第一夯锤体后的示意图；

图14为本发明提供的第二夯锤体气割吊耳变为第一夯锤体的示意图；

图15为本发明提供的第二夯锤体重新焊接吊耳形成夯锤的示意图；

图16为本发明提供的连接螺栓示意图；

图17为本发明切割夯锤体并交错安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图4、图5所示，本发明提供的抗剪组合夯锤包括至少一个第一夯锤体7，各第一夯锤体7的结构相同，且上下堆叠放置，最上层的第一夯锤体7顶部设置第二夯锤体8，各第一夯锤体7和第二夯锤体8通过若干连接螺栓9连接一体，连接螺栓9的底端设置在最下层的第一夯锤体7底部，顶端穿过第二夯锤体8且该端部设置有垫板10和螺母11，组装拆卸方便。第二夯锤体8的顶部还设置有吊耳12和若干吊装螺钉13。

如图6-9所示，本发明提供的各个第一夯锤体7的结构相同，均为圆形结构，其顶部一体设置有一圆形的凸台14，底部设置有一圆形的凹槽15，第一夯锤体7上垂向设置有若干上下贯通的通气孔16和若干螺栓通孔17。第一夯锤体7的顶部周向还设置有若干吊装盲孔18。第一夯锤体7的顶部边缘设置有爬梯凹槽19。各个第一夯锤体7均采用统一的模具铸造，尺寸相同，没有先后次序之分，互换性好。

如图10-12所示，本发明提供的第二夯锤体8为圆形结构，其顶部一体设置有一圆形的凸台20，底部设置有一圆形的凹槽21，第二夯锤体8上设置有若干上下贯通的通气孔22和若干螺栓通孔23。第二夯锤体8的顶部中间位置设置有吊耳12，吊耳12的底部两端设置在第二夯锤体8的内部，第二夯锤体8的顶部周向设置有若干安装吊装螺钉13用的吊装通孔24。第二夯锤体8的顶部边缘设置有爬梯凹槽25。

第一夯锤体7上设置的通气孔16的位置和数量与第二夯锤体8上设置的通气孔22的位置和数量相同；第一夯锤体7上设置的螺栓通孔17的位置和数量与第二夯锤体8上设置的螺栓通孔23的位置和设置数量相同。

组装本发明提供的夯锤时，各个第一夯锤体7上下堆叠放置，相邻的两个第一夯锤体7之间，位于上层的第一夯锤体7底部设置的凹槽15与其下部的第一夯锤体7顶部设置的凸台14相互配合，最上层的第一夯锤体7顶部设置的凸台14与其顶部放置的第二夯锤体8底部设置的凹槽21相配合。由于各第一夯锤体7和第二夯锤体8上的螺栓通孔的设置位置相同，因此各层夯锤体上的螺栓通孔的中轴线重合，通过连接螺栓9穿过螺栓通孔，将各第一夯锤体7和第二夯锤体8连接一体；连接螺栓9的底部设置在最下层第一夯锤体7的凹槽15内，连接螺栓9的顶部穿过第二夯锤体8且在该端部设置垫板10和螺母11。第二夯锤体8的吊装通孔24内设置吊装螺钉13，吊装螺钉13穿入相邻层的第一夯锤体7上设置的吊装盲孔18内。各层第一夯锤体7顶部边缘设置的爬梯凹槽19与第二夯锤体8顶部边缘设置的爬梯凹槽25上下基本对齐，形成爬梯，方便操作人员上下夯锤，方便夯锤挂钩。

由于第一夯锤体7和第二夯锤体8的的底部均设置有凹槽，顶部均设置有凸台，夯锤落地之后产生的剪切冲击力，通过夯锤体的凹槽与凸台来承载，接触面积大，消除了连接螺栓9承载带来的损坏。同时夯锤体上一个整体凹槽与一个整体的凸台加工方便，配合间隙容易保证，能够有效解决夯锤棱角着地带来的连接螺栓9受剪切力损坏的问题。

上述实施例中，夯锤体上的螺栓通孔与连接螺栓之间存在较大的间隙。夯锤体通过凹槽与凸台相互配合，配合间隙相对较小。各个夯锤体上的凸台半径与夯锤体半径的比值在0.4-0.8范围之内，保证凹槽与凸台大面积接触，凸台不被剪断，同时也保证夯锤体的凹槽不被破坏。

如图13所示，本发明提供的抗剪夯锤采用组合的方式，夯锤由若干个单层第一夯锤体7和一个第二夯锤体8构成，若需要重量更大的夯锤，则需要增加第一夯锤体7的数量，更换较长的连接螺栓9即可；若在原来连接螺栓9的基础上采用小重量的夯锤，则只需减少第一夯锤体1的数量，然后增加圆形垫板10的数量即可；因此，采用本发明提供的技术方案，可以组合成不同重量的夯锤，实现夯锤的重量变化。

夯锤的吊耳与脱钩器经常干磨损，夯锤的吊耳易被磨损掉，传统做法是夯锤只能报废，本发明提供两种方案不需要报废夯锤，分别为：

1）如图14所示，本发明将第一夯锤体7的结构和第二夯锤体8的结构设置基本相同，不同点是第二夯锤体8上设置有吊耳12，当第二夯锤体8上的吊耳12损坏时，只需将吊耳部分气割掉，就可以作为第一夯锤体7使用,而不需要报废，同时采用统一的铸造模具制造第一夯锤体7和第二夯锤体8，能够节省模具成本，也大大节约使用成本。

2）如图15所示，第二夯锤体8的吊耳12损坏后，通过增加焊接吊耳就可以组装成夯锤，不会因第二夯锤体8的损坏影响使用。

如图16所示，伴随着夯锤的重量越来越大，连接螺栓9的直径增大，导致出现常规的螺母无法匹配的情况。本发明将连接螺栓9的螺杆设置为台阶的形式，即本发明提供的连接螺栓9包括一体设置的圆形的螺栓头26和柱状的螺杆27，螺杆27端部的直径小于螺杆27其他部分的直径。螺栓头26的直径大于第一夯锤体7上的螺栓通孔17的直径，连接时，螺栓头26位于最下层的第一夯锤体7底部设置的凹槽15内，螺杆27穿过各层第一夯锤体7和位于最上层的第二夯锤体8，螺杆27穿出第二夯锤体8的端部直径小于螺杆27其他部分的直径，因此可将螺纹尺寸控制在常规尺寸范围内，就可以采用常规螺母。

上述实施例中，连接螺栓9的螺栓头26上可以设有固定孔，组装夯锤后，拧紧螺母时，连接螺栓9容易跟螺母11一起转动，无法拧紧，通过固定连接螺栓9的螺栓头26上设置的固定孔，就可以上紧螺母11，方便安装。

如图17所示，针对重量比较大的夯锤，其地面直径可能会大于运输限制尺寸，可以将夯锤体的一侧气割掉一小部分，切割掉的部分远小于夯锤体的一半，使夯锤体的地面直径控制在运输限制尺寸内，例如60吨夯锤的地面直径增大到3米，但运输限制尺寸为2.5米之内，因此可以气割掉夯锤体的一侧，使尺寸控制在2.5米之内，同时，夯锤的高度降低0.8米。同时，对于切割掉一侧的夯锤体，夯锤体切割掉的一侧和夯锤体未切割掉的一侧上下交错安装，形成的缺口就可以用于爬梯，便于操作人员上下夯锤，方便挂钩。

上述实施例中，本发明提供的第一夯锤体7和第二夯锤体8采用采用铸造碳钢制成。铸造碳钢为以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性等优点。铸造碳钢有很多种，考虑到夯锤使用的场合，采用35号铸造碳钢，其韧性及塑性在铸造碳钢中属于中等，韧性、强度、塑性均满足要求，具有较强的韧性，夯锤不会被摔碎，同时具有一定的塑性及强度，保证夯锤反复摔，不会产生较大的变形。同时35号铸造碳钢，材料常见，成本低。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种抗剪组合夯锤，其特征在于：包括至少一层第一夯锤体，各所述第一夯锤体上下堆叠放置，最上层的所述第一夯锤体顶部设置有第二夯锤体，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体通过连接螺栓连接一体，且所述第一夯锤体和所述第二夯锤体内均设置有上下贯通的通气孔，所述第二夯锤体顶部设置有吊耳，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体的顶部均设置有凸台，底部均设置有凹槽，所述第一夯锤体与所述第二夯锤体之间，以及相邻的所述第一夯锤体之间均通过所述凸台与所述凹槽相互配合安装。

2.如权利要求1所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述第一夯锤体和所述第二夯锤体的顶部边缘均设置有爬梯凹槽，各所述爬梯凹槽上下对齐，形成爬梯。

3.如权利要求1所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述第一夯锤体和所述第二夯锤体的一侧均切割掉一小于夯锤体一半的部分，所述第一夯锤体和所述第二夯锤体切割掉的一侧和未切割掉的一侧上下交错安装，形成的缺口用于爬梯。

4.如权利要求1-3任一项所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述连接螺栓包括一体设置的螺栓头和螺杆，所述螺栓头位于最下层的所述第一夯锤体底部的凹槽内，所述螺杆穿过所述第一夯锤体和所述第二夯锤体，且穿出所述第二夯锤体的端部的直径小于所述螺杆其他部分的直径，该端部设置常规的螺母。

5.如权利要求4所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述第二夯锤体与所述螺母之间的所述螺杆上设置有至少一个垫板。

6.如权利要求4所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述螺栓头上设置有固定孔。

7.如权利要求1所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述第二夯锤体上设置有安装吊装螺钉用的吊装通孔，所述第一夯锤体上设置有安装吊装螺钉用的吊装盲孔。

8.如权利要求7所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述吊装通孔的设置位置和所述吊装盲孔的设置位置对应。

9.如权利要求1所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述第一夯锤体和所述第二夯锤体上的所述凸台的半径与其自身的半径的比值范围为0.4-0.8。

10.如权利要求1所述的抗剪组合夯锤，其特征在于：所述第一夯锤体和所述第二夯锤体均采用铸造碳钢制成。

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