CN107489138A - 一种低重心结构性能稳定的强夯机 - Google Patents

Abstract

一种低重心结构性能稳定的强夯机，它包括有：履带、车架、转台、回转油缸、臂架、变幅油缸、起升卷扬、动力控制系统、夯锤，其特点是：车架内布置动力控制系统，转台上仅布置臂架、变幅油缸、起升卷扬；转台通过小回转支撑及承台与车架连接；回转油缸分别与转台、车架铰接，通过油缸伸缩实现转台相对于车架九十度度范围内的转动。本发明大幅降低了强夯机整机重量和重心，转台结构的轻量化和尾部定位约束，增强了转台刚度，也减小了强夯机突然卸载后相对于车架的晃动；整机重量的降低，配合履带接地面积的调整，可实现超低接地比压强夯机，从而扩展了强夯机的场地适应能力，提高了强夯机使用寿命、作业效率和安全性。

Description

一种低重心结构性能稳定的强夯机

技术领域

本发明涉及强夯工程机械技术领域，属于一种低重心结构性能稳定的强夯机。

背景技术

强夯法是一种通过将重锤提升至一定高度，让其自由下落，对地基基础施加冲击能的地基加固方法。强夯施工过程中产生的冲击和振动，可以实现提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善砂土的抗液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性，提高土层的均匀程度，降低差异沉降等作用。因此强夯施工被广泛应用于地基加固施工中。

国内常见的强夯机，大都是直接采用履带式起重机或经过其局部改造而成，整体结构样式完全相同。转台与车架之间靠大回转支承连接，车架再与履带连接或通过横梁与履带连接；转台安装回转减速机及回转马达，车架安装有带回转大齿圈的回转支承，回转减速机的小齿轮与回转支承大齿圈啮合，转台靠回转马达驱动回转减速机执行回转动作；转台放置动力控制系统，包括有动力元件、液压系统元件及管路、控制系统等；转台后部设置人字架、变幅轮组、变幅卷扬，用于起臂及变幅；转台中间设置起升机构用于夯锤起升。

而强夯机与履带式起重机相比，虽然都是从事垂直提升和平面搬运，但存在很大不同：一、施工场地不同，履带式起重机吊装作业时场地要求地面承载力和平整度很高，而强夯施工场地多是地基承载力不足需要处理的地面，场地平整度仅满足土石方工程施工要求；二、作业方式不同，履带式起重机吊装载荷明确及吊装环境事先确定，安装过程不允许突然卸载重物，必须轻拿慢放；而强夯机吊重载荷多变，起升和下落频繁，每一作业循环需要突然释放载荷，数十吨乃至近百吨甚至几百吨载荷的突然卸载，对液压系统和金属结构产生很大冲击；三、作业频率和强度不同，强夯机每天平均二三百、目前最多可达五六百个作业循环，经常是作业循环内满载，远远大于履带式起重机吊装作业频率和强度。

由于上述原因，强夯机在施工时易造成整机下陷，轻则出现无法行走，严重的易导致翻车等恶性事故；强夯机在每一次作业循环中，突然卸载，整机晃动剧烈，转台尾部相对于车架上下晃动、左右摆动剧烈；强夯机作业频率大、满载率高，晃动产生冲击和交变应力的频繁作用加剧了结构的疲劳破坏，严重的结构疲劳破坏导致强夯机车架、转台等结构件开裂事故频发。

发明内容

本发明的目的是提供一种低重心结构性能稳定的强夯机，它大幅降低了强夯机整机重量和重心，转台结构的轻量化和尾部定位约束，增强了转台刚度，减小了强夯机突然卸载后转台相对于车架的晃动；整机重量的降低，配合履带接地面积的调整，可实现超低接地比压强夯机，不仅扩展了强夯机的场地适应能力，更加提高了强夯机使用寿命、作业效率和安全性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种低重心结构性能稳定的强夯机，它包括有：履带(1)、车架(2)、转台(3)、回转油缸(4)、臂架(5)、变幅油缸(6)、起升卷扬(7)、动力控制系统(8)、夯锤(9)，其特征在于，履带(1)与车架(2)连接，转台(3)通过回转支撑(201)及承台与车架(2)连接；车架内(2)布置动力控制系统(8)；转台(3)上仅布置臂架(5)、变幅油缸(6)、起升卷扬(7)；回转油缸(4)分别与转台(3)及车架(2)铰接，通过回转油缸(4)伸缩实现转台(3)与车架(2)的相对回转；臂架(5)的前两下端与转台(3)铰接，臂架(5)后下端与变幅油缸(6)的上端铰接，该变幅油缸(6)的下端与转台铰接，使臂架(5)、变幅油缸(6)、转台(3)之间两两铰接，通过变幅油缸(6)伸缩实现臂架(5)起臂及变幅；起升卷扬(7)上引出的起升钢丝绳(701)绕过臂架(5)顶端的定滑轮(501)与夯锤(9)连接，通过起升卷扬(7)控制夯锤(9)起升下落；

转台与车架两处连接，前部采用回转支撑，后部采用承台支撑，所述回转支撑限定转台相对于车架仅能绕回转支承中心转动，所述承台支撑约束转台后部相对于车架上下两方向的位移；

回转油缸约束了转台绕回转支承中心相对于车架的周向转动，靠回转油缸伸缩实现转台相对于车架九十度范围内的转动。

其中，车架(2)前部上表面通过回转支承(201)与转台(3)前部下表面连接。

其中，车架(2)后部与转台(3)尾部通过承台连接，承台包括工字型滑道(202)与T型槽(301)，车架(2)上表面中部焊接有工字型滑道(202)，转台(3)下表面尾部焊接有T型槽(301)，工字型滑道(202)与T型槽(301)通过半径相同的弧形面配合、无相对上下位移，且弧形面圆心都与回转支承(201)中心重合。

其中，回转油缸(4)，通过车架连接铰耳(203)与车架(2)铰接，通过转台连接铰耳(302)与转台(3)的铰接。

其中，转台(3)结构前宽后窄、前高后低呈阶梯变化。

其中，转台(3)内腔空置，无动力控制系统(8)的元件。

其中，转台(3)的上表面前端通过前铰点(303)与臂架(5)铰接，转台(3)上表面中部通过后铰点(304)与变幅油缸(6)铰接，转台(3)上表面后部安装有起升卷扬(7)。

其中，起升卷扬(7)上引出的起升钢丝绳(701)绕过臂架(5)顶端的定滑轮(501)与夯锤(9)连接。

其中，动力控制系统，包括有动力元件、液压系统元件及管路、控制系统等，在强夯机整机总重占比较大，车架须要承担转台、动力控制系统、臂架、起升机构、变幅机构等回转支承以上的整机上部重量，将动力控制系统下移至车架内布置，车架所承载的重量不变，车架自身结构强度无须增加，转台布置去除动力控制系统，转台要求的承载重量降低，转台自身结构强度要求降低，重量随之降低。

转台与车架的连接，从传统的大回转支撑单连接方式，变成了小回转支撑加承台的两处连接，连接装置的重量降低，承台采用T型槽与工字型滑道配合，约束了转台尾部相对于车架上下两方向的位移。

回转驱动方式，仅靠回转油缸伸缩实现九十度范围内的回转动作，去除了传统回转机构中的回转马达、回转减速机、回转减速机制动器、回转减速机齿轮、回转支承齿圈，同时，整车在回转支承上下部油路可直接连通，去除了液压中央回转接头。

本发明的有益效果是：由于发明了动力控制系统布置方式，使在车架自身结构重量增加不大情况下，转台自身结构重量极大降低，从而达到整机重量及重心的降低；动力控制系统的下移，进一步降低了强夯机整机重心，使强夯机的稳定性得到增强，显著提高了强夯机在承载力普遍偏低的地面进行施工作业的安全性。

本强夯机的回转连接的结构，使转台结构的悬臂部分大大缩短，支承方式也变成两处支撑结构，从而使转台结构的刚度提高，车架对转台尾部在上下两方向的位移约束力增强，也极大降低了转台及车架在回转支承附近的受力，车架及转台在此处的结构大幅简化，结构重量降低。

本强夯机的回转机构驱动的结构，使制造难度及成本降低，重量减轻；回转动作实施过程简化，故障也随之降低；回转油缸锁定时限制了转台尾部相对于车架的左右摆动；当然，也有牺牲的代价，即转台不能实现360度全回转，转台相对于车架只在九十度范围内转动，但比较适合强夯这种作业循环相对单一的施工方式。

综上所述，本发明大幅降低了强夯机整机重量和重心，转台结构的轻量化和尾部定位约束，增强了转台刚度，减小了强夯机突然卸载后转台相对于车架的晃动；整机重量的降低，配合履带接地面积的调整，可实现超低接地比压强夯机，不仅扩展了强夯机的场地适应能力，更加提高了强夯机使用寿命、作业效率和安全性。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。

图1为本发明一种低重心结构性能稳定的强夯机的立体示意图；

图2为本发明一种低重心结构性能稳定的强夯机的主视图；

图3为本发明一种低重心结构性能稳定的强夯机的转台与车架连接方式及回转机构示意图；

图4为图3A-A剖视示意图；

图5为本发明一种低重心结构性能稳定的强夯机的动力控制系统布置示意图；

图中标号：1、履带，2、车架，3、转台，4、回转油缸，5、臂架，6、变幅油缸，7、起升卷扬，8、动力控制系统，9、夯锤，101、履带架，102、湿地履带板，103、前法兰结构，104、后法兰结构，201、回转支承，202、工字型滑道，203、车架连接铰耳，301、T型槽，302、转台连接铰耳，303、前铰点，304、后铰点，501、定滑轮，701、起升钢丝绳。

具体实施方式

如图1～图3所示，一种低重心结构性能稳定的强夯机，主要包括有：履带1、车架2、转台3、回转油缸4、臂架5、变幅油缸6、起升卷扬7、动力控制系统8、夯锤9；

如图1所示，履带1采用湿地履带板102，履带1通过履带架上的前法兰结构103及后法兰结构104与车架2连接。

如图4所示，车架2布置动力控制系统8，包括有动力元件801、液压系统元件及管路802、控制系统803，具体有柴油箱、发动机、蓄电池、电缆、控制柜、液压油箱、管路、泵组、阀组、散热器。

如图1～图3所示，车架2前部上表面通过回转支承201与转台3前部下表面连接。

如图1～图3所示，车架2后部与转台3尾部通过承台连接，承台包括工字型滑道202与T型槽301，车架2上表面中部焊接有工字型滑道202，转台3下表面尾部焊接有T型槽301，工字型滑道202与T型槽301通过半径相同的弧形面配合、无相对上下位移，且弧形面圆心都与回转支承201中心重合。

如图2、图3所示，回转油缸4，通过车架连接铰耳203与车架2铰接，通过转台连接铰耳302与转台3的铰接。

如图1所示，转台3结构前宽后窄、前高后低呈阶梯变化。

如图4所示，转台3内腔空置，无动力控制系统8的元件。

如图4所示，转台3的上表面前端通过前铰点303与臂架5铰接，转台3上表面中部通过后铰点304与变幅油缸6铰接，转台3上表面后部安装有起升卷扬7。

如图1、图2所示，臂架5的前两下端与转台3铰接，臂架5后下端与变幅油缸6的上端铰接，该变幅油缸6的下端与转台铰接，使臂架5、变幅油缸6、转台3之间两两铰接。

如图1、图2所示，起升卷扬7上引出的起升钢丝绳701绕过臂架5顶端的定滑轮501与夯锤9连接。

臂架5、变幅油缸6、转台3之间两两铰接，动力控制系统8控制变幅油缸6伸缩，实现臂架5起臂及变幅；

通过起升卷扬7控制实现夯锤9起升下落。

转台3通过回转支撑201、T型槽301及工字型滑道202与车架2连接，回转支承201限制了转台3相对于车架2仅能绕回转支承201中心转动，T型槽301及工字型滑道202约束了转台3尾部相对于车架2上下两方向的位移。当起升卷扬7起升夯锤9时，夯锤9向下的重力通过起升钢丝绳701传递给安装在转台3上表面后部的起升卷扬7，形成拉力作用在转台3尾部，承台中的T型槽301及工字型滑道202相互配合将拉力传递到车架2，从而有效避免了转台3尾部向上形变趋势。当起升卷扬7释放夯锤9时，起升卷扬7突然卸载，作用在转台3尾部的向上拉力突然消失，承台中的T型槽301及工字型滑道202相互配合约束了转台3尾部相对于车架2上下两方向的位移，从而有效避免了转台3后部相对于车架2的上下晃动。

回转油缸4分别与车架2及转台3铰接，转台3围绕回转支承中心201相对于车架2转动，当动力控制系统8控制回转油缸4锁定时，回转油缸4相当于一根二力杆连接在转台3与车架2之间，从而约束了转台3相对于车架2的周向转动，避免了转台3相对于车架2的左右剧烈摆动，当动力控制系统8控制回转油缸4伸缩时，转台3围绕回转支承201中心相对于车架2在九十度(转台3正前方相对于车架2正前方的正负四十五度)范围内的转动。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低重心结构性能稳定的强夯机，它包括有：履带(1)、车架(2)、转台(3)、回转油缸(4)、臂架(5)、变幅油缸(6)、起升卷扬(7)、动力控制系统(8)、夯锤(9)，其特征在于，履带(1)与车架(2)连接，转台(3)通过回转支撑(201)及承台与车架(2)连接；车架内(2)布置动力控制系统(8)；转台(3)上仅布置臂架(5)、变幅油缸(6)、起升卷扬(7)；回转油缸(4)分别与转台(3)及车架(2)铰接，通过回转油缸(4)伸缩实现转台(3)与车架(2)的相对回转；臂架(5)的前两下端与转台(3)铰接，臂架(5)后下端与变幅油缸(6)的上端铰接，该变幅油缸(6)的下端与转台铰接，使臂架(5)、变幅油缸(6)、转台(3)之间两两铰接，通过变幅油缸(6)伸缩实现臂架(5)起臂及变幅；起升卷扬(7)上引出的起升钢丝绳(701)绕过臂架(5)顶端的定滑轮(501)与夯锤(9)连接，通过起升卷扬(7)控制夯锤(9)起升下落；

转台与车架两处连接，前部采用回转支撑，后部采用承台支撑，所述回转支撑限定转台相对于车架仅能绕回转支承中心转动，所述承台支撑约束转台后部相对于车架上下两方向的位移；

回转油缸约束了转台绕回转支承中心相对于车架的周向转动，靠回转油缸伸缩实现转台相对于车架九十度范围内的转动。

2.根据权利要求1所述的低重心结构性能稳定的强夯机，其特征在于：车架(2)前部上表面通过回转支承(201)与转台(3)前部下表面连接。

3.根据权利要求2所述的低重心结构性能稳定的强夯机，其特征在于：车架(2)后部与转台(3)尾部通过承台连接，承台包括工字型滑道(202)与T型槽(301)，车架(2)上表面中部焊接有工字型滑道(202)，转台(3)下表面尾部焊接有T型槽(301)，工字型滑道(202)与T型槽(301)通过半径相同的弧形面配合、无相对上下位移，且弧形面圆心都与回转支承(201)中心重合。

4.根据权利要求3所述的低重心结构性能稳定的强夯机，其特征在于：回转油缸(4)，通过车架连接铰耳(203)与车架(2)铰接，通过转台连接铰耳(302)与转台(3)的铰接。

5.根据权利要求4所述的低重心结构性能稳定的强夯机，其特征在于：转台(3)结构前宽后窄、前高后低呈阶梯变化。

6.根据权利要求5所述的低重心结构性能稳定的强夯机，其特征在于：转台(3)内腔空置，无动力控制系统(8)的元件。

7.根据权利要求6所述的低重心结构性能稳定的强夯机，其特征在于：转台(3)的上表面前端通过前铰点(303)与臂架(5)铰接，转台(3)上表面中部通过后铰点(304)与变幅油缸(6)铰接，转台(3)上表面后部安装有起升卷扬(7)。

8.根据权利要求7所述的低重心结构性能稳定的强夯机，其特征在于：起升卷扬(7)上引出的起升钢丝绳(701)绕过臂架(5)顶端的定滑轮(501)与夯锤(9)连接。