CN110565638A - 一种液压打桩锤的锤芯及其提升机构 - Google Patents

Abstract

一种液压打桩锤的锤芯及其提升机构，包括锤芯单元、提升油缸、连接支架、连接轴总成及液压系统；锤芯单元通过紧固拉杆固装一体；紧固拉杆穿过上锤芯的拉杆通孔后进入下锤芯上部的拉杆盲孔，其下端螺纹紧固于各个拉杆锁定轴的拉杆螺孔予以固定，其上端用螺母紧固在锤芯单元上端面；透气孔沿水平设置于下锤芯上部四个侧面，与中心沉孔垂直接通；提升油缸缸筒端盖安装于连接支架上，其下部活塞杆安装连接轴总成；压紧套组件置于锤芯单元中心盲孔内，轴体上轴肩紧贴压紧座，定位圈将压紧套组件固装于锤芯单元上；轴体上轴肩和压紧座之间、轴体下轴肩下方分别安装轴体上、下缓冲垫；本发明具有整体高度低、沉桩作业安全可靠、沉桩作业效高率等特点。

Description

一种液压打桩锤的锤芯及其提升机构

技术领域

本发明涉及一种用于预制桩沉桩施工的液压打桩锤，特别涉及一种液压打桩锤的锤芯及其提升机构。

背景技术

随着市政建设、桥梁、码头、城际铁路和城镇化建设不断推进，由于传统的柴油打桩锤受油烟排放、噪音高、振动大和作业效率低等因素影响，无法满足现代基础施工倡导的低碳、节能、绿色的环保要求，其使用范围和区域受到很大限制。液压打桩锤由于具有作业效率高、噪声低、振动小和无油烟污染等技术特点，符合低碳、节能的绿色环保要求，逐步替代传统的柴油打桩锤，产品规格系列不断拓展，产品性能也在不断完善和提高。

液压打桩锤的工作原理是其冲击锤芯通过提升油缸提升预期高度后快速释放，以大于或者接近自由落体方式直接作用于液压锤桩帽的砧座上，再通过砧座对位于桩帽下方的预制桩体做功后将桩体捶打进入地层。由于液压锤锤芯对砧座的作用力非常大，停留传递时间仅0.1～0.15秒左右，如果在撞击砧座后引起振动较大，将对液压锤本体及桩帽产生极大的冲击力，从而对液压锤本体造成极大的损伤破坏，影响其工作性能的正常发挥，降低液压锤的使用寿命；较大的冲击力对预制桩桩头的损伤极大，造成桩头破损，影响桩基施工质量。

现有液压打桩锤包括架体及设置于架体内的冲击锤芯，液压动力系统连接液压泵、液压管路、蓄能器、各个控制阀元件和提升油缸，提升油缸位于架体内腔、且上端缸筒与架体上端连接，提升油缸的活塞杆与冲击锤芯连接，冲击锤芯对桩体实施打击。液压打桩锤的提升油缸一般在冲击锤芯上方的位置运动，活塞杆的行程直接影响到液压打桩锤的整个高度尺寸，由此增加了液压打桩锤的工作安全性。因此，技术人员需要解决和攻克的技术问题是，如何减少液压锤打桩过程中运行阻力，降低液压打桩锤施工过程中的振动冲击，降低整机高度提高安全性能，从而延长使用寿命和提高施工效率。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种整体高度有效降低、提升油缸活塞杆与锤芯可靠连接的液压打桩锤的锤芯及其提升机构，改善提升油缸活塞杆与锤芯之间的冲击，提高打桩作业的安全性能，改善沉桩作业效率，降低施工单位的工程成本。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种液压打桩锤的锤芯及其提升机构，包括含下锤芯和上锤芯的锤芯单元、提升油缸、连接支架、连接轴总成及液压控制系统，其中：

锤芯单元的下锤芯包括具有中心沉孔、上部凸台和多个透气孔的下锤芯上部、冲击头，上锤芯具有中心通孔、下部凹坑，锤芯单元还包括位于上锤芯上端面的缓冲块、将下锤芯和上锤芯连接成一体的多个具有双头螺纹的紧固拉杆、位于下锤芯侧面的多个锁定孔、多个具有拉杆螺孔和锁定螺孔的拉杆锁定轴、位于下锤芯和上锤芯之间的多个弹性销套；

锤壳体包括连接支架和多个上盖通孔的上壳框体、具有下部法兰的下壳框体、位于上壳框体和下壳框体之间具有油缸通孔的隔板、二组背面导向板以及位于下壳框体内腔四个内角处的多个导向板，其中：连接支架包括支架立板、支架轴、关节轴承和轴端螺母；

提升油缸包括具有端部螺纹的活塞杆、具有接叉的缸筒端盖、缸筒以及位于缸筒外壁上部的阀块组；

连接支架包括支架立板、支架轴、关节轴承和轴端螺母；

连接轴总成包括具有轴体上轴肩和轴体下轴肩的连接轴体、对接盘、轴体上缓冲垫、轴体下缓冲垫、压紧套组件和定位圈，其中：压紧套组件包括压紧上法兰、中心圈和具有多个溢水孔的压紧座；

其特征在于：

所述锤芯单元的上锤芯为长方体形状，所述缓冲块为四个，以几何对称方式布置于上锤芯的上端面；所述上锤芯内部设有沿其垂直方向互为平行、且在其横截面呈几何对称方式的八个拉杆通孔，所述下锤芯上部为长方体形状，其内部设有沿其垂直方向互为平行、且在其横截面呈几何对称方式的八个拉杆盲孔；所述上锤芯的八个拉杆通孔和下锤芯的八个拉杆盲孔在锤芯单元的垂直方向的投影是重叠和互补的；所述上锤芯通过其下端面的下部凹坑置于下锤芯上部的上端面的上部凸台；所述锤芯单元的上锤芯和下锤芯的下锤芯上部在锤芯单元的垂直方向的投影是重叠和互补的；所述锁定孔有八个，沿下锤芯上部的水平方向对称设置于它的四个侧面，并与八个拉杆盲孔垂直接通；所述拉杆锁定轴有八个，分别置于下锤芯上部的各个锁定孔内；所述紧固拉杆有八个，它们分别穿过上锤芯的各个拉杆通孔后进入下锤芯上部的各个拉杆盲孔，它们的下端螺纹分别紧固于各个拉杆锁定轴的拉杆螺孔后通过在拉杆锁定轴的锁定螺孔拧上螺钉后予以固定，它们的上端螺纹露出锤芯单元的上锤芯的上端面后用螺母紧固；所述透气孔有四个，沿下锤芯上部的水平方向对称设置于它的四个侧面，并与中心沉孔的底部垂直接通；

所述锤芯单元置于锤壳体的下壳框体的内腔，所述多个导向板沿下壳框体的垂直方向布置于其内腔四个内角的二侧；

所述提升油缸通过位于其缸筒上部的缸筒端盖的接叉在装入关节轴承后置于连接支架的二个支架立板之间，所述连接支架位于来自外部的液压打桩锤壳体上部；所述支架轴依次穿过连接支架的一个支架立板、缸筒端盖的接叉和连接支架的另一个支架立板的安装孔后用轴端螺母予以固定；所述提升油缸的活塞杆的端部螺纹固装连接轴总成的对接盘；

所述连接轴总成的连接轴体的轴体上轴肩通过螺钉与对接盘对接固定，该轴体上轴肩置于压紧套组件的压紧座内；所述轴体上缓冲垫经过剖分后安装于压紧座和轴体下轴肩之间，该轴体下轴肩置于下锤芯上部的中心沉孔内，所述轴体下缓冲垫位于轴体下轴肩和中心沉孔底部之间；所述压紧套组件沿其轴向方向剖开后安装于锤芯单元的上锤芯的中心通孔内，位于其下端的压紧座紧贴下锤芯上部的中心沉孔内台阶，所述压紧套组件的中心圈置于上锤芯的中心通孔内壁，其上端的压紧上法兰套装定位圈后通过多个压紧螺栓将压紧套组件固定在锤芯单元上；所述压紧座的多个溢水孔通过轴体下轴肩与下锤芯上部的中心沉孔之间的间隙与多个透气孔相连通；

所述液压控制系统通过其液压管路连接缸筒外壁上部的阀块组上，通过该阀块组上的各个液压控制件操纵提升油缸，该提升油缸的活塞杆带动锤芯单元在来自外部的液压打桩锤壳体内腔向上运动达到工作行程后，液压控制系统切换液压回路，所述锤芯单元随即向下运动，其冲击头下行撞击位于来自外部的下桩帽上端面的撞击块，将冲击力传递给来自外部的预制桩后进行打桩施工。

本发明可以是，所述导向板在锤壳体的下壳框体的四个内角处设置时沿其垂直方向间隔一段距离方式布置。

本发明还可以是，所述锤芯单元的上锤芯的八个拉杆通孔和下锤芯上部的八个拉杆盲孔在它们的结合处设置弹性销套。

本发明还可以是，所述紧固拉杆的下端螺纹旋于拉杆锁定轴的拉杆螺孔时其紧固预紧力大于等于200kN。

本发明还可以是，所述多个压紧螺栓将压紧套组件固定在锤芯单元上时其预紧力大于等于160kN。

附图说明

图1为本发明液压打桩锤的锤芯及其提升机构的结构示意图；

图2为图1的H-H向剖视图；

图3为图2中A-A向剖视图；

图4为图2中B部局部放大图；

图5为图2中D部局部放大图；

图6为图2中J-J向剖视图局部；

图7是本发明中锤芯单元的结构示意图；

图8是图7 的右视图；

图9是图8中E-E向剖视图；

图10是图8中G部局部放大图；

图11是图10中F-F向剖视图局部。

具体实施方式

以下结合附图所述实施例对本发明液压打桩锤的锤芯及其提升机构作进一步的说明。

一种液压打桩锤的锤芯及其提升机构，包括含下锤芯11和上锤芯12的锤芯单元1、提升油缸4、连接支架（213）、连接轴总成6及液压系统，锤芯单元1的下锤芯11包括具有中心沉孔111、上部凸台112和多个透气孔114的下锤芯上部110、冲击头113，上锤芯12具有中心通孔121、下部凹坑122，锤芯单元1还包括位于上锤芯上端面的缓冲块19、将下锤芯和上锤芯连接成一体的多个具有双头螺纹的紧固拉杆16、位于下锤芯侧面的多个锁定孔15、多个具有拉杆螺孔171和锁定螺孔172的拉杆锁定轴17、位于下锤芯和上锤芯之间的多个弹性销套18；连接支架213包括支架立板2131、支架轴2132、关节轴承2133和轴端螺母2134；提升油缸4包括具有端部螺纹411的活塞杆41、具有接叉431的缸筒端盖43、缸筒42以及位于缸筒外壁上部的阀块组44；连接轴总成6包括具有轴体上轴肩611和轴体下轴肩612的连接轴体61、对接盘62、轴体上缓冲垫63、轴体下缓冲垫64、压紧套组件65和定位圈67，其中：压紧套组件65包括压紧上法兰651、中心圈652和具有多个溢水孔6531的压紧座653；其中：

所述锤芯单元1的上锤芯12为长方体形状，所述缓冲块19为四个，以几何对称方式布置于上锤芯的上端面；可有效减缓液压打桩锤的锤芯单元上行时对锤壳体的冲击，从而达到较好的避振效果。所述上锤芯12内部设有沿其垂直方向互为平行、且在其横截面呈几何对称方式的八个拉杆通孔129，所述下锤芯上部110为长方体形状，其内部设有沿其垂直方向互为平行、且在其横截面呈几何对称方式的八个拉杆盲孔119；所述上锤芯12的八个拉杆通孔129和下锤芯11的八个拉杆盲孔119在锤芯单元1的垂直方向的投影是重叠和互补的；所述上锤芯12通过其下端面的下部凹坑122置于下锤芯上部110的上端面的上部凸台112；所述上锤芯12的八个拉杆通孔129和下锤芯11的八个拉杆盲孔119在锤芯单元1的垂直方向的投影是重叠和互补的；所述锤芯单元1的上锤芯12的八个拉杆通孔129和下锤芯上部110的八个拉杆盲孔119在它们的结合处设置弹性销套18；所述锁定孔15有八个，沿下锤芯上部110的水平方向对称设置于它的四个侧面，并与八个拉杆盲孔119垂直接通；所述拉杆锁定轴17有八个，分别置于下锤芯上部110的各个锁定孔15内；所述紧固拉杆16有八个，它们液压打桩锤壳体分别穿过上锤芯12的各个拉杆通孔129后进入下锤芯上部110的各个拉杆盲孔119，它们的下端螺纹分别紧固于各个拉杆锁定轴17的拉杆螺孔171后通过在拉杆锁定轴17的锁定螺孔172拧上螺钉后予以固定，它们的上端螺纹露出锤芯单元1的上锤芯12的上端面后用螺母紧固；所述紧固拉杆16的下端螺纹旋于拉杆锁定轴17的拉杆螺孔171时其紧固预紧力大于等于200kN。所述透气孔114有四个，沿下锤芯上部110的水平方向对称设置于它的四个侧面，并与中心沉孔111的底部垂直接通。

所述锤芯单元1置于来自外部的锤壳体2的下壳框体22的内腔，所述多个导向板26沿下壳框体22的垂直方向布置于其内腔四个内角的二侧；所述导向板26在锤壳体2的下壳框体22的四个内角处设置时沿其垂直方向间隔一段距离方式布置。当液压打桩锤使用一段时间后，如果导向板超过说明书推荐的磨损厚度后，可以在不拆开液压打桩锤的锤壳体的情况下进行更换，有效减轻操作人员的工作强度，提高施工作业效率。

所述提升油缸4通过其缸筒42上部的缸筒端盖43的接叉431在装入关节轴承2133后置于连接支架213的二个支架立板2131之间，所述连接支架213位于来自外部的液压打桩锤壳体上部；所述支架轴2132依次穿过连接支架213的一个支架立板2131、缸筒端盖43的接叉431和连接支架213的另一个支架立板2131的安装孔后用轴端螺母2134予以固定；所述提升油缸4的活塞杆41的端部螺纹411固装连接轴总成6的对接盘62。提升油缸的上端缸筒端盖接叉采用关节轴承，有效保证提升油缸的活塞在提升锤芯单元时具有较好的垂直精度，提高提升油缸的工作性能，有利于发挥液压打桩锤的打击性能。

所述连接轴总成6的连接轴体61的轴体上轴肩611通过螺钉与对接盘62对接固定，该轴体上轴肩611置于压紧套组件65的压紧座653内；所述轴体上缓冲垫63经过剖分后安装于压紧座653和轴体下轴肩612之间，该轴体下轴肩612置于下锤芯上部110的中心沉孔111内，所述轴体下缓冲垫64位于轴体下轴肩612和中心沉孔111底部之间；所述压紧套组件65沿其轴向方向剖开后安装于锤芯单元1的上锤芯12的中心通孔121内，位于其下端的压紧座653紧贴下锤芯上部110的中心沉孔111内台阶，所述压紧套组件65的中心圈652置于上锤芯12的中心通孔121内壁，其上端的压紧上法兰651套装定位圈67后通过多个压紧螺栓68将压紧套组件65固定在锤芯单元1上；所述多个压紧螺栓68将压紧套组件65固定在锤芯单元1上时其预紧力大于等于160kN；所述压紧座653的多个溢水孔6531通过轴体下轴肩612与下锤芯上部110的中心沉孔111之间的间隙与多个透气孔114相连通。在液压打桩锤下行打桩作业时，是有效排除残留在下锤芯上部的中心沉孔内的积水，保证锤芯单元工作正常。在提升油缸提升锤心单元上行的过程中，提升油缸的缸筒进入锤心单元的中心通孔内，有效降低液压打桩锤的整体高度，从而配套桩架的立柱高度也随之降低，进一步提高施工安全性。

所述液压控制系统通过其液压管路连接缸筒42外壁上部的阀块组44上，通过安装于该阀块组上的各个液压控制件操纵提升油缸4；所述提升油缸4的活塞杆41带动锤芯单元1在来自外部的液压打桩锤壳体内腔向上运动达到工作行程后，液压控制系统切换液压回路，所述锤芯单元1随即向下运动，其冲击头113下行撞击位于来自外部的下桩帽上端面的撞击块，将冲击力传递给位于外部的液压打桩锤壳体下方的桩帽内的预制桩后进行打桩施工。

本发明液压打桩锤的锤芯及其提升机构具有提升油缸活塞杆与锤芯可靠连接、整机高度低等特点，改善提升油缸活塞杆与锤芯之间的冲击，提高打桩作业的安全性能，改善沉桩作业效率，降低施工单位的工程成本。

Claims (4)

1.一种液压打桩锤的锤芯及其提升机构，包括含下锤芯（11）和上锤芯（12）的锤芯单元（1）、提升油缸（4）、连接支架（213）、连接轴总成（6）及液压控制系统，其中：

锤芯单元（1）的下锤芯（11）包括具有中心沉孔（111）、上部凸台（112）和多个透气孔（114）的下锤芯上部（110）、冲击头（113），上锤芯（12）具有中心通孔（121）、下部凹坑（122），锤芯单元（1）还包括位于上锤芯上端面的缓冲块（19）、将下锤芯和上锤芯连接成一体的多个具有双头螺纹的紧固拉杆（16）、位于下锤芯侧面的多个锁定孔（15）、多个具有拉杆螺孔（171）和锁定螺孔（172）的拉杆锁定轴（17）、位于下锤芯和上锤芯之间的多个弹性销套（18）；

提升油缸（4）包括具有端部螺纹（411）的活塞杆（41）、具有接叉（431）的缸筒端盖（43）、缸筒（42）以及位于缸筒外壁上部的阀块组（44）；

连接支架（213）包括支架立板（2131）、支架轴（2132）、关节轴承（2133）和轴端螺母（2134）；

连接轴总成（6）包括具有轴体上轴肩（611）和轴体下轴肩（612）的连接轴体（61）、对接盘（62）、轴体上缓冲垫（63）、轴体下缓冲垫（64）、压紧套组件（65）和定位圈（67），其中：压紧套组件（65）包括压紧上法兰（651）、中心圈（652）和具有多个溢水孔（6531）的压紧座（653）；

其特征在于：

所述锤芯单元（1）的上锤芯（12）为长方体形状，所述缓冲块（19）为四个，以几何对称方式布置于上锤芯的上端面；所述上锤芯（12）内部设有沿其垂直方向互为平行、且在其横截面呈几何对称方式的八个拉杆通孔（129），所述下锤芯上部（110）为长方体形状，其内部设有沿其垂直方向互为平行、且在其横截面呈几何对称方式的八个拉杆盲孔（119）；所述上锤芯（12）的八个拉杆通孔（129）和下锤芯（11）的八个拉杆盲孔（119）在锤芯单元（1）的垂直方向的投影是重叠和互补的；所述上锤芯（12）通过其下端面的下部凹坑（122）置于下锤芯上部（110）的上端面的上部凸台（112）；所述锤芯单元（1）的上锤芯（12）和下锤芯（11）的下锤芯上部（110）在锤芯单元（1）的垂直方向的投影是重叠和互补的；所述锁定孔（15）有八个，沿下锤芯上部（110）的水平方向对称设置于它的四个侧面，并与八个拉杆盲孔（119）垂直接通；所述拉杆锁定轴（17）有八个，分别置于下锤芯上部（110）的各个锁定孔（15）内；所述紧固拉杆（16）有八个，它们分别穿过上锤芯（12）的各个拉杆通孔（129）后进入下锤芯上部（110）的各个拉杆盲孔（119），它们的下端螺纹分别紧固于各个拉杆锁定轴（17）的拉杆螺孔（171）后通过在拉杆锁定轴（17）的锁定螺孔（172）拧上螺钉后予以固定，它们的上端螺纹露出锤芯单元（1）的上锤芯（12）的上端面后用螺母紧固；所述透气孔（114）有四个，沿下锤芯上部（110）的水平方向对称设置于它的四个侧面，并与中心沉孔（111）的底部垂直接通；

所述锤芯单元（1）置于锤壳体（2）的下壳框体（22）的内腔，所述多个导向板（26）下壳框体（22）的垂直方向、以间隔方式布置于其四个内角的二侧内腔；

所述提升油缸（4）通过位于其缸筒（42）上部的缸筒端盖（43）的接叉（431）在装入关节轴承（2133）后置于连接支架（213）的二个支架立板（2131）之间，所述连接支架（213）位于来自外部的液压打桩锤壳体上部；所述支架轴（2132）依次穿过连接支架（213）的一个支架立板（2131）、缸筒端盖（43）的接叉（431）和连接支架（213）的另一个支架立板（2131）的安装孔后用轴端螺母（2134）予以固定；所述提升油缸（4）的活塞杆（41）的端部螺纹（411）固装连接轴总成（6）的对接盘（62）；

所述连接轴总成（6）的连接轴体（61）的轴体上轴肩（611）通过螺钉与对接盘（62）固定对接，该轴体上轴肩（611）置于压紧套组件（65）的压紧座（653）内；所述轴体上缓冲垫（63）经过剖分后安装于压紧座（653）和轴体下轴肩（612）之间，该轴体下轴肩（612）置于下锤芯上部（110）的中心沉孔（111）内，所述轴体下缓冲垫（64）位于轴体下轴肩（612）和中心沉孔（111）底部之间；所述压紧套组件（65）沿其轴向方向剖开后安装于锤芯单元（1）的上锤芯（12）的中心通孔（121）内，位于其下端的压紧座（653）紧贴下锤芯上部（110）的中心沉孔（111）内台阶，所述压紧套组件（65）的中心圈（652）置于上锤芯（12）的中心通孔（121）内壁，其上端的压紧上法兰（651）套装定位圈（67）后通过多个压紧螺栓（68）将压紧套组件（65）固定在锤芯单元（1）上；所述压紧座（653）的多个溢水孔（6531）通过轴体下轴肩（612）与下锤芯上部（110）的中心沉孔（111）之间的间隙与多个透气孔（114）相连通；

所述液压控制系统通过其液压管路连接缸筒（42）外壁上部的阀块组（44）上，通过该阀块组上的各个液压控制件操纵提升油缸（4），该提升油缸（4）的活塞杆（41）带动锤芯单元（1）在来自外部的液压打桩锤壳体内腔向上运动达到工作行程后，液压控制系统切换液压回路，所述锤芯单元（1）随即向下运动，其冲击头（113）下行撞击位于来自外部的下桩帽上端面的撞击块，将冲击力传递给位于外部的液压打桩锤壳体下方的桩帽内的预制桩后进行打桩施工。

2.根据权利要求1所述的液压打桩锤的锤芯及其提升机构，其特征在于所述锤芯单元（1）的上锤芯（12）的八个拉杆通孔（129）和下锤芯上部（110）的八个拉杆盲孔（119）在它们的结合处设置弹性销套（18）。

3.根据权利要求1所述的液压打桩锤的锤芯及其提升机构，其特征在于所述紧固拉杆（16）的下端螺纹旋于拉杆锁定轴（17）的拉杆螺孔（171）时其紧固预紧力大于等于200kN。

4.根据权利要求1所述的液压打桩锤的锤芯及其提升机构，其特征在于所述多个压紧螺栓（68）将压紧套组件（65）固定在锤芯单元（1）上时其预紧力大于等于160kN。