CN108561471B - 一种液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法及环形连接缓冲结构 - Google Patents

一种液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法及环形连接缓冲结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压锤锤体与桩帽的缓冲控制方法，其包括如下步骤：(1)在液压锤锤体与桩帽连接处设置一缓冲结构；(2)缓冲结构为环形结构，其上端与液压锤锤体连接，下端与液压锤桩帽连接，液压锤锤芯能够穿过该缓冲结构与液压锤砧座直接接触；(3)液压锤锤芯做往复运动，通过液压装置将其提升至后快速释放，以下落冲击的方式作用于液压锤的砧座上，进而对目标桩体做功。本发明还公开了实施上述方法的缓冲结构。本发明液压锤锤芯的使其与刚性砧座的冲击先传递给砧座，缓冲后再传递至目标桩体，避免液压锤锤芯冲击产生的应力波峰值高、传递时间短，使砧座在导致剧烈振动的，减小对锤体以及桩帽的冲击，提高设备工作效率、延长寿命。

Description

一种液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法及环形连接缓冲结构
技术领域
本发明涉及液压打桩机设备制造技术领域，特别涉及一种液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法及环形连接缓冲结构。
背景技术
由于地面建筑物要建在地面上，地面要承受很大的压力，需要保证地面有足够的抵抗压力的强度，而这个往往很难实现，因此就必须对承受建筑物的地面进行加固或者改善地面的承受方式，所以就需要在地基上打桩，让建筑物的大部分重量通过桩传到地面以下很深的位置，因为这个位置的地基比地面承受能力大得多。
目前，在建筑施工过程中，为了使建筑物基础坚固，经常需要使用桩基础施工设备，现有技术中的桩基础施工设备主要通过液压装置将锤芯提升至一定高度后快速释放，为打桩储存足够的重力势能后，以下落冲击的方式直接作用于液压锤的砧座或桩帽上，通过锤芯与砧座的直接作用，对目标桩体做功，将木桩或石桩等材质的桩砸入地面深处。由于液压锤锤芯对砧座的作用力非常大，传递的时间很短，砧座容易产生振动，若传导至液压锤锤体及桩帽中，容易对液压锤锤体以及桩帽造成损害，进而降低液压锤的使用寿命。
为解决液压锤锤体对作用对象作用后产生的振动容易对锤体本身造成损坏的问题，专利申请号为201710735454.7的发明专利申请《一种液压锤防护装置及对液压锤进行缓冲的防护方法》，通过在油缸和重锤之间设置缓冲机构，通过弹簧和缓冲件的双重缓冲组合，使重锤整个动作过程得到有效的缓冲；在重锤落下、反弹的时间段，有足够或必要的空间和技术措施，保证油缸活塞杆继续减速下行，使活塞杆未参与重锤反弹过程或仅参与反弹过程的后期，反弹过程的后期反弹加速度已大幅度衰减，甚至趋于0，同时由于规避或显著降低了重锤反弹对油缸活塞杆或安装在活塞杆的机件的不利影响，油缸活塞杆及安装在活塞杆的机件未反弹或轻微反弹，不但保护了油缸，还保护了机架及与机架关联的设备其他部分，显著提高整个装置的稳定性，间接提高各设备部件的使用寿命。上述的缓冲结构保护联结器、弹簧、垫圈、联结件、压盖、紧固件、缓冲件、垫圈、锁紧垫圈等较多的零组件，各零组件同时协助工作为液压锤锤体提供缓冲功能，结构设计也较为复杂。该由于其零组件数量多、装配关系复杂、整体重量也较大，在高速、高频次的打桩工作过程中，部分零组件容易出现疲劳、损坏，从而导致该缓冲结构的整体失效，易对液压锤的整体结构造成损坏，同时也不利于后期的维修以及更换。
因此，需要对现有的缓冲方法及结构，进行新的改进设计。
发明内容
本发明目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法，重点通过在液压锤锤体与液压锤桩帽之间设置一环形连接缓冲结构，为液压锤锤体与液压锤砧座之间提供连接及缓冲，使液压锤锤芯对砧座作用后产生的振动波首先向该缓冲结构快速导出，再经过该缓冲结构吸收、延迟后，向桩帽传导，大幅减小振动波对液压锤锤体以及桩帽的损害，从而避免振动波造成的局部损害，避免各零组件失效，提高液压锤的工作效率和使用寿命。
同时本发明还提供实施上述方法的环形连接缓冲结构，通过独特的设计，减少了零部件的数量，并加强了缓冲可靠性。该缓冲作用主要通过缓冲结构内的减震胶层，对产生的振动起吸收、延迟作用实现的；所采用的减震胶层为多层环形的双面带铁板的胶层结构，缓冲结构内的组件不易损坏，更换方便；更重要的是该对缓冲结构的刚度可以根据缓冲需求进行调节，通过直接增减减震胶层中的胶层数量并结合压缩量的方法实现其刚度的灵活条件。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)在液压锤锤体与桩帽连接处设置一环形连接缓冲结构；所述的桩帽包括上桩帽及下桩帽；
(2)使环形连接缓冲结构的上端与液压锤锤体连接，下端与液压锤桩帽连接，液压锤锤芯能够穿过该缓冲结构与液压锤砧座直接接触；
(3)使液压锤锤芯做往复运动：先通过液压装置将其提升至预定高度后释放，液压锤锤芯以下落冲击的方式直接作用于液压锤的砧座上，通过液压锤锤芯与砧座之间的直接作用，从而对目标桩体做功，当液压锤锤芯撞击砧座后，向上返回运动初始位置；其中，当液压锤锤芯撞击砧座产生强烈的振动波时，使该振动波由锤体先传递给环形连接缓冲结构，经过其吸收、延迟后再传递给桩帽，以避免该振动波驻留在锤体上、同时也避免该振动波直接传递到桩帽上，造成锤体或桩帽的损伤。
所述的步骤(2)还包括步骤(21)：所述减震胶层为多层环形的双面带铁板的胶层结构，根据打桩行程及所产生振动波的大小及速度，对该缓冲结构的整体刚度进行针对性调节：通过增减减震胶层中的胶层数量，和/或同时调整减震胶层的预压缩量，使该环形连接缓冲结构的刚度达到设定的范围。
一种实施所述液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法的环形连接缓冲结构，其包括减震胶层、减震座以及减震器体，所述减震座与减震胶层设置于所述减震器体内，所述减震胶层设置于减震座上端；
所述减震胶层为多层环形的双面带铁板的胶层结构，并且预先进行设定量的预压缩，能够提高缓冲结构整体的使用寿命，同时可以通过增减减震胶层中的胶层数量以及压缩量来对缓冲结构的刚度以及缓冲行程进行调节；
所述减震座为环形结构，其下端面靠外一侧为一凹陷面，其下端面靠内一侧为弧形，所述减震座下端面的靠内一侧与液压锤砧座之间接触为面接触，使得砧座与整个液压锤能够360度自由旋转并且能够保持砧座与减震座之间的紧密接触；
所述减震器体预先设置有与所述减震座凹陷面位置对应的突出部，所述减震座与减震器体通过所述凹陷面与所述突出部相互固定。
作为本发明的进一步改进，所述缓冲结构与液压锤锤体之间还设置有一层过渡法兰。
作为本发明的进一步改进，包括第一高强度螺栓，所述液压锤锤体与过渡法兰之间通过第一高强度螺栓固定；包括第二高强度螺栓，设置有减震胶层、减震座的减震器体与过渡法兰以及液压锤锤体之间通过第二高强度螺栓固定；包括第三高强度螺栓，所述缓冲结构与上桩帽之间通过第三高强度螺栓固定；包括第四高强度螺栓，所述上桩帽与下桩帽之间通过第四高强度螺栓固定。
本发明所述液压锤锤体连接缓冲结构的安装顺序为：
(1)将液压锤锤芯安装至液压锤锤体内；
(2)将过渡法兰与液压锤锤体连接，并通过第一高强度螺栓连接固定其相互位置；
(3)将减震座以及减震胶安装至减震器体内，并将其安装至液压锤锤体的主体结构上，通过第二高强度螺栓连接固定；
(4)将砧座安装至下桩帽内；
(5)将上桩帽安装至下桩帽上，通过第四高强度螺栓固定上桩帽以及下桩帽；
(6)将安装完成的桩帽以及砧座结构安装至组合完成的总成上，并通过第三高强度螺栓将其连接固定。
与现有技术相比具有的优点：
1、本发明液压锤锤体与桩帽连接缓冲方法，通过设置于液压锤锤体与液压锤桩帽之间的缓冲结构，为液压锤锤体与液压锤砧座之间提供缓冲空间，对产生的振动起吸收作用，缓冲液压锤锤芯作用后砧座产生的振动，减小振动波对液压锤锤体以及桩帽的损害，提高液压锤的使用寿命。
2、本发明液压锤锤体与桩帽连接缓冲结构中，设计独特，减少了零部件的数量；减震胶层为多层环形的双面带铁板的胶层结构，并且预先进行设定量的预压缩，能够提高缓冲结构整体的使用寿命，同时可以通过增减减震胶层中的胶层数量以及压缩量，对缓冲结构的刚度以及缓冲行程进行调节。
3、本发明液压锤锤体与桩帽连接缓冲结构中所述减震座为环形结构，其下端面的靠外一侧为凹陷面，其另一侧的为弧面，因此所述减震座下端面的靠内一侧与液压锤砧座之间接触为面接触，使得砧座与整个液压锤能够360度自由旋转并且能够保持砧座与减震座之间的紧密接触，提高了减震的可靠性。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
附图说明
图1是本发明液压锤锤体连接缓冲结构的剖面图。
附图中：1、液压锤锤芯；2、液压锤锤体；3、过渡法兰；4、减震胶层；5、减震座；6、减震器体；7、上桩帽；8、下桩帽；9、砧座；10、第一高强度螺栓；11、第二高强度螺栓；12、第三高强度螺栓；13、第四高强度螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
参见图1，本发明提供的一种液压锤锤体与桩帽缓冲控制方法，其包括如下步骤：
(1)在液压锤锤体2与桩帽连接处设置一环形连接缓冲结构；所述的桩帽包括上桩帽7及下桩帽8；
(2)使环形连接缓冲结构的上端与液压锤锤体2连接，下端与液压锤桩帽连接，液压锤锤芯1能够穿过该缓冲结构与液压锤砧座9直接接触；
(3)使液压锤锤芯1做往复运动：先通过液压装置将其提升至预定高度后释放，液压锤锤芯以下落冲击的方式直接作用于液压锤的砧座9上，通过液压锤锤芯1与砧座9之间的直接作用，从而对目标桩体做功，当液压锤锤芯1撞击砧座9后，向上返回运动初始位置；其中，当液压锤锤芯1撞击砧座9产生强烈的振动波时，使该振动波由锤体先传递给环形连接缓冲结构，经过其吸收、延迟后再传递给桩帽，以避免该振动波驻留在锤体上、同时也避免该振动波直接传递到桩帽上，造成锤体或桩帽的损伤。
现有技术中，当液压锤锤芯(1)储蓄的重力势能通过与刚性砧座(9)的冲击产生应力波的形式传递给砧座(9)、再传递至目标桩体时，由于液压锤锤芯(1)冲击产生的应力波峰值很高，传递的时间很短，因此砧座(9)在力的作用下会产生较强烈的振动波，振动波必然传导至锤体与桩帽中，从而导致锤体与桩帽的损坏与失效。
本发明中，通过在锤体与桩帽之间设置的缓冲结构，通过缓冲结构对产生的振动波进行吸收、缓冲，减小振动对液压锤锤体与桩帽的损坏，提高其使用寿命。
所述的步骤(2)还包括步骤(21)：所述减震胶层为多层环形的双面带铁板的胶层结构，根据打桩行程及所产生振动波的大小及速度，对该缓冲结构的整体刚度进行针对性调节：通过增减减震胶层中的胶层数量，和/或同时调整减震胶层的预压缩量，使该环形连接缓冲结构的刚度达到设定的范围。
根据附图1所示，一种实施上述控制方法的液压锤锤体与桩帽连接缓冲结构，其设置于液压锤锤体2与桩帽的连接处，所述的桩帽包括上桩帽7及下桩帽8；
所述液压锤锤体连接缓冲结构包括减震胶层4、减震座5以及减震器体6，所述减震座5与减震胶层4设置于所述减震器体6内，所述减震胶层4设置于减震座5上端；
所述减震胶层4为多层环形的双面带铁板的胶层结构，并且预先进行设定量的预压缩，能够提高缓冲结构整体的使用寿命，同时可以通过增减减震胶层4中的胶层数量以及压缩量来对缓冲结构的刚度以及缓冲行程进行调节；
所述减震座5为环形结构，其下端面靠外一侧为一凹陷面，其下端面靠内一侧为弧形，所述减震座5下端面的靠内一侧与液压锤砧座9之间接触为面接触，使得砧座9与整个液压锤能够360度自由旋转并且能够保持砧座9与减震座5之间的紧密接触；
所述减震器体6预先设置有与所述减震座5凹陷面位置对应的突出部，所述减震座5与减震器体6通过所述凹陷面与所述突出部相互固定。
本实施例中的液压锤锤体连接缓冲结构，所述缓冲结构与液压锤锤体2之间还设置有一层过渡法兰3。
本实施例中的液压锤锤体连接缓冲结构，包括第一高强度螺栓10，所述液压锤锤体2与过渡法兰3之间通过第一高强度螺栓10固定；包括第二高强度螺栓11，设置有减震胶层4、减震座5的减震器体6与过渡法兰3以及液压锤锤体2之间通过第二高强度螺栓11固定；包括第三高强度螺栓12，所述缓冲结构与上桩帽7之间通过第三高强度螺栓12固定；包括第四高强度螺栓13，所述上桩帽7与下桩帽8之间通过第四高强度螺栓13固定。
本实施例中的液压锤锤体连接缓冲结构的组合安装顺序为：
(1)将液压锤锤芯1安装至液压锤锤体2内；
(2)将过渡法兰3与液压锤锤体2连接，并通过第一高强度螺栓10连接固定其相互位置；
(3)将减震座5以及减震胶4安装至减震器体6内，并将其安装至液压锤锤体2的主体结构上，通过第二高强度螺栓11连接固定；
(4)将砧座9安装至下桩帽8内；
(5)将上桩帽7安装至下桩帽8上，通过第四高强度螺栓13固定上桩帽7以及下桩帽8；
(6)将安装完成的桩帽以及砧座9结构安装至组合完成的总成上，并通过第三高强度螺栓1。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种液压锤锤体与桩帽的缓冲控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：在液压锤锤体（2）与桩帽连接处设置一环形连接缓冲结构；
所述的桩帽包括上桩帽（7）及下桩帽（8）；其包括减震胶层（4）、减震座（5）以及减震器体（6），所述减震座（5）与减震胶层（4）设置于所述减震器体（6）内，所述减震胶层（4）设置于减震座（5）上端；
所述减震座（5）为环形结构，其下端面靠外一侧为一凹陷面，其下端面靠内一侧为弧形，所述减震座（5）下端面的靠内一侧与液压锤砧座（9）之间接触为面接触，使得砧座（9）与整个液压锤能够360度自由旋转并且能够保持砧座（9）与减震座（5）之间的紧密接触；
所述减震器体（6）预先设置有与所述减震座（5）凹陷面位置对应的突出部，所述减震座（5）与减震器体（6）通过所述凹陷面与所述突出部相互固定；
所述缓冲结构与液压锤锤体（2）之间还设置有一层过渡法兰（3）；
S2：使环形连接缓冲结构的上端与液压锤锤体（2）连接，下端与液压锤桩帽连接，液压锤锤芯（1）能够穿过该缓冲结构与液压锤砧座（9）直接接触；
S3：使液压锤锤芯（1）做往复运动：先通过液压装置将其提升至预定高度后释放，液压锤锤芯以下落冲击的方式直接作用于液压锤的砧座（9）上，通过液压锤锤芯（1）与砧座（9）之间的直接作用，从而对目标桩体做功，当液压锤锤芯（1）撞击砧座（9）后，向上返回运动初始位置；其中，当液压锤锤芯（1）撞击砧座（9）产生强烈的振动波时，使该振动波由锤体先传递给环形连接缓冲结构，经过其吸收、延迟后再传递给桩帽，以避免该振动波驻留在锤体上、同时也避免该振动波直接传递到桩帽上，造成锤体或桩帽的损伤。
2.根据权利要求1所述的液压锤锤体与桩帽的缓冲控制方法，其特征在于，所述的步骤S2还包括步骤S21：
所述减震胶层（4）为多层环形的双面带铁板的胶层结构，根据打桩行程及所产生振动波的大小及速度，对该缓冲结构的整体刚度进行调节：通过增减减震胶层中的胶层数量，和/或同时调整减震胶层的预压缩量，使该环形连接缓冲结构的刚度达到设定的范围。
3.一种实施权利要求1或2所述控制方法的环形连接缓冲结构，其特征在于，所述减震胶层（4）为多层环形的双面带铁板的胶层结构，该胶层结构中的胶层数量可进行增减操作，和/或同时调整减震胶层的预压缩量，对该缓冲结构的整体刚度进行调节，使该环形连接缓冲结构的刚度达到设定的范围，以应对不同打桩行程、不同大小及速度的振动波；还包括第一高强度螺栓（10）和第二高强度螺栓（11）。
4.根据权利要求3所述的环形连接缓冲结构，其特征在于，所述液压锤锤体（2）与过渡法兰（3）之间通过所述第一高强度螺栓（10）固定。
5.根据权利要求3所述的环形连接缓冲结构，其特征在于，所述的减震胶层（4）、减震座（5）的减震器体（6）与过渡法兰（3）以及液压锤锤体（2）之间，通过所述第二高强度螺栓（11）固定。
6.根据权利要求3所述的环形连接缓冲结构，其特征在于，其还包括第三高强度螺栓（12），所述缓冲结构与上桩帽（7）之间通过第三高强度螺栓（12）固定。
7.根据权利要求3所述的环形连接缓冲结构，其特征在于，其还包括第四高强度螺栓（13），所述上桩帽（7）与下桩帽（8）之间通过第四高强度螺栓（13）固定。
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