CN109113063A - 一种打桩锤体钎杆缓冲控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种打桩锤体钎杆缓冲控制方法，包括如下步骤：(1)锤芯以自由落体方式击打砧座；(2)上缓冲体通过上缓冲体快速吸收弱化，防止砧座对上锤体硬性冲撞；(3)砧座竖向体沿着上锤体轴口内导向移动，砧座横向体沿着上锤体内腔导向移动，有效隔离振动及冲击力；(4)在通过下缓冲体吸收弱化因砧座下行行程及速度过大时所产生的过剩能量，防止砧座对钎杆过剩冲击。本发明还公开了一种实施上述方法的锤体钎杆缓冲装置，其在锤芯击打砧座产生冲击和振动时，上缓冲体、下缓冲体依次吸收弱化冲击及振动，所述砧座横向体则沿着上锤体内腔导向移动，隔离打击过程中钎杆的振动及侧向冲击力，对锤芯形成多重缓冲保护。
Description
技术领域
本发明涉及工程打桩锤，具体涉及一种打桩锤体钎杆缓冲控制方法及装置。
背景技术
在建筑、桥梁施工中，经常要使用打桩机等基础施工设备，但是目前国内液压打桩锤、液压夯实机等液压锤类施工设备，还较多的采用进口设备，国产打桩机等设备的材料选用、结构设计等未能达到连续持久工作及可靠性的要求，导致故障率较高，容易影响施工进度。特别是，目前国产的液压打桩机、液压夯实机等液压锤类设备，由于结构设计的缺陷，缺乏对锤体的缓冲保护，易导致机架及相关零部件损坏或失效，影响设备使用的可靠性和寿命。由于进口设备的价格高、维修维护周期长，使施工单位提升了成本。同时，由于进口设备的吨位往往较小、不能适应国内大型路桥工程施工需求，自行研发可靠性高的打桩机等基础施工设备，就变得较为重要。
现有专利文献公开了《一种液压锤防护装置及对液压锤进行缓冲防护的方法》，专利号201710735454.7，其问题之一，是采用缓冲方式是在重锤和油缸之间设置含有缓冲机构的联接器，该缓冲机构采用弹簧和弹性缓冲件进行双重缓冲，虽然这种方式能够使重锤整个动作过程得到有效的缓冲措施，但是该种缓冲措施重锤反弹瞬间活塞杆的减速度仍然过大，缓冲效果不理想、不稳定。由于是在油缸和重锤之间设置缓冲机构，这类的设计仍未达到较好的缓冲要求，对于击打冲击与反弹作用力的能量吸收率低，无法最大化降低击打连接部分(即为本申请的砧座)与锤体击打冲击与反弹作用力；其问题二，该专利文献公开的液压锤防护装置，其设计的缓冲结构并没有在安装钎杆位置上预留能够降低缓冲砧座对钎杆过剩冲击的缓冲体，造成钎杆贯入度过大而对锤体下部(即为本申请的下锤体)硬性冲撞，致零件容易损坏，影响实际缓冲工作效率和整体寿命。
因此，需要在改进国产打桩机关键部件材料的同时，如何通过科学、合理的结构设计并结合工作流程控制，使其综合性能达到或者超过进口设备的水平、从而替代进口，且使其适用于较大吨位(500T及以上)，就变得较为迫切。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种新的锤体工作控制方法及装置，通过科学、合理的结构设计并结合工作流程控制，使其综合性能达到或者超过进口设备的水平、从而替代进口，且使其适用于较大吨位(500T及以上)，适用于国内大型路桥工程需求。
本发明具体提供一种对锤体击打冲击及振动的多重缓冲+有效隔离的控制方法，对锤体击打冲击与反弹作用力以及钎杆过剩冲击的快速、有效吸收、弱化或者隔离，显著提高整个装置的稳定性，避免硬性撞击而导致部分部件失效，提高设备整体的稳定性和使用寿命，且能够适用于大型(500T及以上)打桩机等设备的制造。本发明还提供一种实施该控制方法的锤体钎杆缓冲装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种打桩锤体钎杆缓冲控制方法，包括如下步骤：
(1)将打桩锤体的锤芯设置在液压提升装置上，使锤芯通过液压提升装置提升到预定高度后释放，锤芯以自由落体方式击打砧座；
(2)在上锤体设置上缓冲体，当砧座受锤芯击打后垂直下行对钎杆进行冲撞击打时，砧座冲撞击打钎杆后瞬间产生反弹力，通过该上缓冲体快速吸收弱化，防止砧座对上锤体硬性冲撞；
(3)将砧座设置为由砧座竖向体、横向体组成，且将其分别设置为上、下导向，即将砧座竖向体沿着上锤体轴口内导向移动，砧座横向体沿着上锤体内腔导向移动，有效隔离振动及冲击力，防止打击过程中钎杆的振动及侧向冲击力通过砧座传递到锤芯，影响锤芯的性能及使用寿命；
(4)在下锤体设置下缓冲体，当钎杆受砧座击打后垂直下行对所需击打物进行冲撞击打时，该钎杆在受砧座击打垂直下行过程中，通过该下缓冲体吸收弱化因砧座下行行程及速度过大时所产生的过剩能量，防止砧座对钎杆过剩冲击，造成钎杆贯入度过大而对下锤体硬性冲撞。
一种实施前述方法的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，其包括：
一打桩锤体，所述锤体包括上锤体和下锤体，所述上锤体设置在装置上部，所述下锤体设置在装置下部，所述上锤体与下锤体为同心轴设置，所述上锤体与下锤体之间可拆卸连接；
一砧座，所述砧座设置在上锤体上；其包括一体结构的竖向体和横向体；
一钎杆，所述钎杆设置在下锤体上；
一上缓冲体，所述上缓冲体设置在上锤体轴口内下侧且与砧座接触；
一下缓冲体，所述下缓冲体设置在下锤体轴口外上侧且与钎杆接触；
当锤芯以自由落体方式击打砧座产生冲击和振动时，上缓冲体、下缓冲体依次吸收弱化冲击及振动，所述砧座横向体则沿着上锤体内腔导向移动，隔离打击过程中钎杆的振动及侧向冲击力通过砧座传递到锤芯，对锤芯形成多重缓冲保护。
所述砧座包括一体结构的竖向体和横向体，所述竖向体设置在横向体上构成一个呈凸字形结构，所述砧座上的竖向体设置在上锤体轴口内，所述砧座上的横向体设置在上锤体内腔。
所述上锤体包括耐磨套A和耐磨套B，所述耐磨套A设置在所述上锤体轴口内侧与所述砧座上的竖向体外侧之间；所述耐磨套B设置在上锤体内腔内侧且与所述砧座上的横向体接触。
所述钎杆包括一体结构的帽体和杆体，所述杆体设置在帽体上构成一个呈凸字形结构，所述钎杆上的杆体设置在下锤体轴口内。
所述下锤体包括耐磨套C，所述耐磨套C设置在下锤体轴口内侧与所述钎杆上的杆体外侧之间。
所述上缓冲体设置在上锤体轴口内下侧，且与砧座上的横向体接触。
所述下缓冲体设置在下锤体轴口外上侧，且与杆体上的帽体接触。
所述上缓冲体和下缓冲体为缓冲塑胶体或碟簧。
所述上锤体与下锤体之间通过紧固螺栓可拆卸连接。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供的锤体钎杆缓冲控制方法，采用多重缓冲+有效隔离控制，可快速、有效的针对砧座与上锤体击打后振动及冲击力或反弹力，及砧座对钎杆过剩冲击力，进行吸收、弱化或隔离，防止各部件之间发生硬性冲撞；防止砧座对钎杆过剩冲击，造成钎杆贯入度过大而对下锤体硬性冲撞，显著提高整个装置的稳定性，避免部分部件失效，提高设备整体的稳定性和使用寿命，且可以适用于大吨位(500T及以上)打桩机等设备的制造。
2、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，通过将锤体分设成上锤体和下锤体，通过拆除紧固螺栓即可轻易更换钎杆，替代常规用销轴固定钎杆，并以销轴受力来提升钎杆(因击打力太大，容易使销轴损伤而导致销轴拆卸困难，造成更换钎杆艰难)。通过设计带凸台(即为帽体)的钎杆，使得锤芯提升时，通过凸台受力来提升钎杆。
3、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，通过在上锤体增设上缓冲体，可有效的针对砧座与上锤体击打后的弱化硬性冲击力或反弹力作用力，防止砧座对上锤体硬性冲撞；以及通过在下锤体增设下缓冲体，可有效的针对弱化降低因砧座下行行程及速度过大时所产生的过剩能量，防止砧座对钎杆过剩冲击，造成钎杆贯入度过大而对下锤体硬性冲撞。
4、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，砧座分为上下导向，即为砧座竖向体沿着上锤体轴口内导向移动，砧座横向体沿着上锤体内腔导向移动；防止打击过程中钎杆的振动及侧向冲击力通过砧座传递到锤芯，从而影响锤芯的性能及使用寿命。
5、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，还在上锤体和下锤体设置耐磨套，有效降低因冲击力造成砧座与上锤体之间的摩擦力，以及降低钎杆与下锤体之间的摩擦力，提高设备整体的稳定性和使用寿命。
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所示为本发明提供的锤体钎杆缓冲装置的剖面结构示意图。
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。
参阅附图1，本实施例提供的打桩锤体钎杆缓冲控制方法，包括如下步骤：
(1)将打桩锤体的锤芯10设置在液压提升装置上，使锤芯10通过液压提升装置提升到预定高度后释放，锤芯10以自由落体方式击打砧座2；
(2)在上锤体1.1设置上缓冲体7，当砧座2受锤芯10击打后垂直下行对钎杆3进行冲撞击打时，砧座2冲撞击打钎杆3后瞬间产生反弹力，通过该上缓冲体7快速吸收弱化，防止砧座2对上锤体1.1硬性冲撞；
(3)将砧座2设置为由砧座竖向体2.1、砧座横向体2.2组成，且将其分别设置为上、下导向，即将砧座竖向体2.1沿着上锤体1.1轴口内导向移动，砧座横向体2.2沿着上锤体1.1内腔导向移动，有效隔离振动及冲击力，防止打击过程中钎杆3的振动及侧向冲击力通过砧座2传递到锤芯10，影响锤芯10的性能及使用寿命；
(4)在下锤体1.2设置下缓冲体8，当钎杆3受砧座2击打后垂直下行对所需击打物进行冲撞击打时，该钎杆3在受砧座2击打垂直下行过程中，通过该下缓冲体8吸收弱化因砧座2下行行程及速度过大时所产生的过剩能量，防止砧座2对钎杆3过剩冲击，造成钎杆3贯入度过大而对下锤体1.2硬性冲撞。
本实施例提供的实施上述方法的打桩锤体钎杆缓冲装置，其包括：
锤体1，所述锤体1包括上锤体1.1和下锤体1.2，所述上锤体1.1设置在装置上部，所述下锤体1.2设置在装置下部，所述上锤体1.1与下锤体1.2为同心轴设置，所述上锤体1.1与下锤体1.2之间可拆卸连接；
砧座2，所述砧座2设置在上锤体1.1上，其包括一体结构的竖向体2.1和横向体2.2；
钎杆3，所述钎杆3设置在下锤体1.2上；
上缓冲体7，所述上缓冲体7设置在上锤体1.1轴口内下侧且与砧座2接触；
下缓冲体8，所述下缓冲体8设置在下锤体1.2轴口外上侧且与钎杆3接触；
所述砧座2包括一体结构的竖向体2.1和横向体2.2；
当锤芯10以自由落体方式击打砧座2产生冲击和振动时，上缓冲体7、下缓冲体8依次吸收弱化冲击及振动，所述砧座横向体2.2则沿着上锤体1.1内腔导向移动，隔离打击过程中钎杆3的振动及侧向冲击力通过砧座2传递到锤芯10，对锤芯10形成多重缓冲保护。
本实施例锤体钎杆缓冲装置，所述砧座2的竖向体2.1与横向体2.2为一体结构，所述竖向体2.1设置在横向体2.2上构成一个呈凸字形结构，所述砧座2上的竖向体2.1设置在上锤体1.1轴口内，所述砧座上的横向体设置在上锤体内腔。
本实施例锤体钎杆缓冲装置，所述上锤体1.1包括耐磨套A4和耐磨套B5，所述耐磨套A4设置在所述上锤体1.1轴口内侧与所述砧座2上的竖向体2.1外侧之间；所述耐磨套B5设置在上锤体1.1内腔内侧且与所述砧座2上的横向体2.2接触。
本实施例锤体钎杆缓冲装置，所述钎杆3包括一体结构的帽体3.1和杆体3.2，所述杆体3.2设置在帽体3.1上构成一个呈凸字形结构，所述钎杆3上的杆体3.2设置在下锤体1.2轴口内。
本实施例锤体钎杆缓冲装置，所述下锤体1.2包括耐磨套C6，所述耐磨套C6设置在下锤体1.2轴口内侧与所述钎杆3上的杆体3.2外侧之间。
本实施例锤体钎杆缓冲装置，所述上缓冲体7设置在上锤体1.1轴口内下侧，且与所述砧座2上的横向体2.2接触。
本实施例锤体钎杆缓冲装置，所述下缓冲体8设置在下锤体1.2轴口外上侧，且与所述杆体3.2上的帽体3.1接触。
本实施例锤体钎杆缓冲装置，所述上缓冲体7和下缓冲体8为缓冲塑胶体或碟簧。所述上锤体1.1与下锤体1.2之间通过紧固螺栓9可拆卸连接。
本发明的设计重点是：
1、本发明提供的打桩锤体钎杆缓冲控制方法，采用结构设计+控制流程相结合的技术手段，通过多重缓冲和有效隔离，实现对装置的保护作用，同时这种设计适用于较大吨位(500T及以上)的打桩机等设备的制造。其针对砧座2与上锤体1.1击打后的硬性冲击力或反弹力作用力进行快速吸收、弱化，防止砧座2对上锤体1.1硬性冲撞；然后有效的针对砧座2对钎杆3过剩冲击进行弱化降低，吸收弱化因砧座2下行行程及速度过大时所产生的过剩能量，防止砧座2对钎杆3过剩冲击，造成钎杆3贯入度过大而对下锤体1.2硬性冲撞，显著提高整个装置的稳定性，避免部分部件失效，提高设备整体的稳定性和使用寿命。
2、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，通过将锤体1分设成上锤体1.1和下锤体1.2，通过拆除紧固螺栓9即可轻易更换钎杆3，替代常规用销轴固定钎杆，并以销轴受力来提升钎杆(因击打力太大，容易使销轴损伤而导致销轴拆卸困难，造成更换钎杆艰难)。通过设计带凸台(即为帽体3.1)的钎杆3，使得锤芯10提升时，通过凸台受力来提升钎杆3。
3、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，通过在上锤体1.1增设上缓冲体7，可有效的针对砧座2与上锤体1.1击打后的弱化硬性冲击力或反弹力作用力，防止砧座2对上锤体1.1硬性冲撞；以及通过在下锤体1.2增设下缓冲体8，可有效的针对弱化降低因砧座2下行行程及速度过大时所产生的过剩能量，防止砧座2对钎杆过剩冲击，造成钎杆3贯入度过大而对下锤体1.2硬性冲撞。
4、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，砧座2分为上下导向，即为砧座2竖向体2.1沿着上锤体1.1轴口内导向移动，砧座2横向体2.2沿着上锤体1.1内腔导向移动；防止打击过程中钎杆3的振动及侧向冲击力通过砧座2传递到锤芯10，从而影响锤芯10的性能及使用寿命。
5、本发明提供的锤体钎杆缓冲装置，还在上锤体1.1和下锤体1.2设置耐磨套，有效降低因冲击力造成砧座2与上锤体1.1之间的摩擦力，以及降低钎杆3与下锤体1.2之间的摩擦力，提高设备整体的稳定性和使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种打桩锤体钎杆缓冲控制方法，包括如下步骤：
(1)将打桩锤体的锤芯设置在液压提升装置上，使锤芯通过液压提升装置提升到预定高度后释放，锤芯以自由落体方式击打砧座；
(2)在上锤体设置上缓冲体，当砧座受锤芯击打后垂直下行对钎杆进行冲撞击打时，砧座冲撞击打钎杆后瞬间产生反弹力，通过该上缓冲体快速吸收弱化，防止砧座对上锤体硬性冲撞；
(3)将砧座设置为由砧座竖向体、横向体组成，且将其分别设置为上、下导向，即将砧座竖向体沿着上锤体轴口内导向移动，砧座横向体沿着上锤体内腔导向移动，有效隔离振动及冲击力，防止打击过程中钎杆的振动及侧向冲击力通过砧座传递到锤芯，影响锤芯的性能及使用寿命；
(4)在下锤体设置下缓冲体，当钎杆受砧座击打后垂直下行对所需击打物进行冲撞击打时，该钎杆在受砧座击打垂直下行过程中，通过该下缓冲体吸收弱化因砧座下行行程及速度过大时所产生的过剩能量，防止砧座对钎杆过剩冲击，造成钎杆贯入度过大而对下锤体硬性冲撞。
2.一种实施权利要求1所述方法的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，其包括：
一打桩锤体，所述锤体包括上锤体和下锤体，所述上锤体设置在装置上部，所述下锤体设置在装置下部，所述上锤体与下锤体为同心轴设置，所述上锤体与下锤体之间可拆卸连接；
一砧座，所述砧座设置在上锤体上，其包括一体结构的竖向体和横向体；
一钎杆，所述钎杆设置在下锤体上；
一上缓冲体，所述上缓冲体设置在上锤体轴口内下侧且与砧座接触；
一下缓冲体，所述下缓冲体设置在下锤体轴口外上侧且与钎杆接触；
当锤芯以自由落体方式击打砧座产生冲击和振动时，上缓冲体、下缓冲体依次吸收弱化冲击及振动，所述砧座横向体则沿着上锤体内腔导向移动，隔离打击过程中钎杆的振动及侧向冲击力通过砧座传递到锤芯，对锤芯形成多重缓冲保护。
3.根据权利要求2所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述砧座包括一体结构的竖向体和横向体，所述竖向体设置在横向体上构成一个呈凸字形结构，所述砧座上的竖向体设置在上锤体轴口内，所述砧座上的横向体设置在上锤体内腔。
4.根据权利要求3所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述上锤体包括耐磨套A和耐磨套B，所述耐磨套A设置在所述上锤体轴口内侧与所述砧座上的竖向体外侧之间；所述耐磨套B设置在上锤体内腔内侧且与所述砧座上的横向体接触。
5.根据权利要求2所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述钎杆包括一体结构的帽体和杆体，所述杆体设置在帽体上构成一个呈凸字形结构，所述钎杆上的杆体设置在下锤体轴口内。
6.根据权利要求5所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述下锤体包括耐磨套C，所述耐磨套C设置在下锤体轴口内侧与所述钎杆上的杆体外侧之间。
7.根据权利要求2所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述上缓冲体设置在上锤体轴口内下侧，且与砧座上的横向体接触。
8.根据权利要求2所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述下缓冲体设置在下锤体轴口外上侧，且与杆体上的帽体接触。
9.根据权利要求2所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述上缓冲体和下缓冲体为缓冲塑胶体或碟簧。
10.根据权利要求2所述的锤体钎杆缓冲装置，其特征在于，所述上锤体与下锤体之间通过紧固螺栓可拆卸连接。
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