CN115233649A - 一种大面积地基土加固的液压夯实机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大面积地基土加固的液压夯实机，包括壳体，壳体的底部连接有夯板，液压杆，连接在壳体的顶部；夯锤，滑动连接在液压杆的下端，夯锤的内腔开设有供液压杆滑动的滑槽，夯锤的一侧壁的顶部与底部均开设有出气口，两个出气口均与滑槽相连通，两个出气口之间通过连通管相连通，在液压杆往复运动的过程中弹性压缩组件压缩滑槽内腔的气体使夯锤内腔上下端气体实现置换，以做功的方式消耗夯锤对液压杆的冲击力，在液压杆下压的过程中，位于弹性压缩组件下方的滑槽的内腔压强增大以消减液压杆沿滑槽向下滑动的趋势，以使夯锤具有更大的动力势能，改装置在对油缸起到缓冲的保护的条件下，也能平衡冲击力缓冲与夯实效果之间的关系。

Description

一种大面积地基土加固的液压夯实机

技术领域

本发明涉及液压夯实机的技术领域，具体为一种大面积地基土加固的液压夯实机。

背景技术

液压夯实机原理是：提高至一定高度的夯锤在作用力作用下加快降落，敲击带减震胶垫的夯板，间接的夯击路面；在挪动机的牵引带动下可对地面不同部位开展精确、迅速地压实，由于油缸与夯锤之间的连接方式为硬连接，因此在夯锤高速冲击夯板后，油缸会承受回弹(反震)的力，在长时间的冲击过程中，油缸可能或发生损坏。

目前现有技术中液压夯实机针对上述问题采取的技术手段一种为在夯锤与夯板之间增设缓冲装置以减少油缸受到的冲击；或是另一种采用夯锤与油缸之间液压杆采用分体式设计，并在夯锤与油缸之间液压杆之间设置缓冲装置以减少油缸受到的冲击，上述两种方法虽然都能够减轻夯锤对油缸的冲击，但是都存在一些缺陷，如：

1)、第一种方式中的夯锤直接作用在缓冲装置上，缓冲装置阻碍了夯锤的下冲，大大降低了夯锤对夯板的冲击力，且该缓冲效果仅仅依赖于缓冲装置这一种缓冲方式；

2)、第二种方式虽然能够保证夯锤能够直接撞击在夯板上，不会有阻碍夯锤下落的阻碍物，但是在撞击过程中，液压杆由于伸缩的惯性，在向下冲击时，会先推动夯锤与液压杆之间的缓冲装置运动一端距离，由于这种现象的存在，液压杆对夯锤的推力将会大大的减弱，从而影响夯锤下落的速度，即夯锤在下落冲击时，依靠自身重力与液压杆推力产生的动力势能将会减小，从而影响夯锤的冲击力。

所以上述结构无法从根本上解决冲击力缓冲与夯实效果之间的矛盾。

综上，目前现有的液压夯实机夯实装置的液压油缸在进行作业时受冲击较大，频繁且大的冲击会严重影响液压油缸的使用寿命，且冲击力缓冲与夯实效果之间无法做到平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大面积地基土加固的液压夯实机，以解决目前现有的液压夯实机夯实装置的液压油缸在进行作业时受冲击较大，频繁且大的冲击会严重影响液压油缸的使用寿命，且冲击力缓冲与夯实效果之间无法做到平衡的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种大面积地基土加固的液压夯实机，包括

壳体，用于连接在外部移动设备上，所述壳体的底部连接有夯板，所述夯板与地面直接接触；

液压杆，连接在所述壳体的顶部；

夯锤，滑动连接在所述液压杆的下端，在所述液压杆的伸缩作用下带动所述夯锤往复运动以竖直敲击所述夯板；

其中，所述夯锤的内腔开设有供所述液压杆滑动的滑槽，所述液压杆伸入所述滑槽内腔的一端连接有弹性压缩组件在所述夯锤因冲击力反向作用于所述液压杆时所述弹性压缩组件发生弹性形变以缓冲所述夯锤对所述液压杆的冲击力；

所述夯锤的一侧壁的顶部与底部均开设有出气口，两个所述出气口均与所述滑槽相连通，两个所述出气口之间通过连通管相连通，在所述液压杆往复运动的过程中所述弹性压缩组件压缩所述滑槽内腔的气体使所述夯锤内腔上下端气体实现置换，以做功的方式消耗所述夯锤对所述液压杆的冲击力，并配合所述弹性压缩组件的弹性形变以达到多次缓冲击的效果；

同时，在所述液压杆下压的过程中，位于所述弹性压缩组件下方的所述滑槽的内腔压强增大以消减所述液压杆沿所述滑槽向下滑动的趋势，以使所述夯锤具有更大的动力势能，从而提高所述液压夯实机的压实效果。

作为本发明的一种优选方案，所述弹性压缩组件包括柱塞与伸缩弹簧，所述柱塞连接在所述液压杆伸入所述滑槽内腔的一端上，所述柱塞与所述夯锤的内腔之间连接有套接在所述液压杆上的伸缩弹簧，在所述伸缩弹簧的弹性形变作用下以缓冲所述夯锤对所述液压杆的冲击力。

作为本发明的一种优选方案，所述夯锤为T形形状，所述滑槽设置在所述夯锤夯锤竖直段的内腔，所述夯锤的横段贴近所述夯板的端面，从而扩大所述夯锤与所述夯板的接触面积，在所述液压杆往复运动过程中以带动所述夯锤的横段冲击夯板的端面。

作为本发明的一种优选方案，所述夯锤的顶部开设有与所述滑槽相连通的滑孔，所述滑孔与所述液压杆相滑动连接；

所述滑孔的直径小于所述滑槽的直径，以使所述柱塞限定在所述夯锤的内腔滑动。

作为本发明的一种优选方案，两个所述出气口分别与所述夯锤竖直段的顶部与底部之间的间距相同，且该间距的大小小于所述柱塞的高度，以避免所述柱塞滑动至上下的极限位置时所述滑槽内腔上下端的气体发生回流。所述夯板的两侧固接有限位柱，两个所述限位柱远离夯板的一侧均与所述夯锤的竖直段的内腔顶部相连接，所述夯锤的横段左右两侧的内向均开设有的供所述限位柱滑动穿过的限位槽。

作为本发明的一种优选方案，两个所述限位柱上均滑动连接有活动套，两个所述活动套远离所述限位柱的一端分别与所述夯锤的竖直段的两个侧壁相连接，以使整个所述夯锤沿直线下滑，使冲击力集中在同一点上。

作为本发明的一种优选方案，所述活动套与所述夯锤的竖直段的内腔顶部之间连接有套接在所述限位柱上的拉伸弹簧，在所述拉伸弹簧的弹性形变作用下以使所述夯锤具有向下运动的趋势。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过弹性压缩组件对滑槽的压缩作用，往复的实现滑槽内腔上下端气体的置换，以对气体做功的方式进一步的消耗夯锤产生的反作用力，从而缓冲夯锤与驱动液压杆运动的油缸之间的冲击力，并配合弹性压缩组件的弹性形变实现多次缓冲夯锤冲击力的效果，且在压缩过程中，下端被压缩的气体对液压杆的推力起到抵消的作用，从而在液压杆施力的瞬间，液压杆与夯锤能够保持同步运动，进而保证了夯锤的冲击速度与冲击力，达到了缓冲效果与冲击力之间的平衡，更好的对油缸起到保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明提供的装置整体结构示意图；

图2为本发明提供的装置整体结构的剖面主视图；

图3为本发明提供的装置整体结构的剖面侧视图；

图中的标号分别表示如下：

1、壳体；2、夯板；3、液压杆；4、夯锤；5、滑槽；6、弹性压缩组件；7、出气口；8、滑孔；9、限位柱；10、活动套；11、限位槽；12、拉伸弹簧；13、连通管；

61、柱塞；62、伸缩弹簧。

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。

如图1-3所示，一种大面积地基土加固的液压夯实机，包括壳体1、液压杆3与夯锤4；

壳体1，用于连接在外部移动设备上，壳体1的底部连接有夯板2，夯板2与地面直接接触；

液压杆3，连接在壳体1的顶部；

夯锤4，滑动连接在液压杆3的下端，在液压杆3的伸缩作用下带动夯锤4往复运动以竖直敲击夯板2；

其中，夯锤4的内腔开设有供液压杆3滑动的滑槽5，液压杆3伸入滑槽5内腔的一端连接有弹性压缩组件6在夯锤4因冲击力反向作用于液压杆3时弹性压缩组件6发生弹性形变以缓冲夯锤4对液压杆3的冲击力；

夯锤4的一侧壁的顶部与底部均开设有出气口7，两个出气口7均与滑槽5相连通，两个出气口7之间通过连通管13相连通，在液压杆3往复运动的过程中弹性压缩组件6压缩滑槽5内腔的气体使夯锤4内腔上下端气体实现置换，以做功的方式消耗夯锤4对液压杆3的冲击力，并配合弹性压缩组件6的弹性形变以达到多次缓冲击的效果；

同时，在液压杆3下压的过程中，位于弹性压缩组件6下方的滑槽5的内腔压强增大以消减液压杆3沿滑槽5向下滑动的趋势，以使夯锤4具有更大的动力势能，从而提高液压夯实机的压实效果；

该装置通过液压杆3与夯锤采用分体的连接方式，相对于现有的技术来说，本装置通过弹性压缩组件6进行一次缓冲，通过弹性压缩组件6对滑槽5中气体的做功进行二次缓冲，且在二次缓冲过程中不仅仅能够对夯锤的冲击进行缓冲，也能够对弹性压缩组件6中的压缩件起到保护作用，同时弹性压缩组件6在运动到最高端时，滑槽5上端的气体均通过两个出气口7与连通管13被压缩到滑槽5的下端，此时下端的压强的不断的增大，上端的压强不断的减小，从而对弹性压缩组件6起到下顶上吸的效果，即在液压杆3下压时，液压杆3带动弹性压缩组件6运动的力被气体产生的压强所减弱，保证了夯锤能够在液压杆下压的过程中同步下降，从而提高了夯锤4的动力势能，进而在保证缓冲的作用下也能提高夯锤的冲击力，以实现缓冲与冲击力之间的平衡。

具体的，如图2-3所示，弹性压缩组件6包括柱塞61与伸缩弹簧62，柱塞61连接在液压杆3伸入滑槽5内腔的一端上，柱塞61与夯锤4的内腔之间连接有套接在液压杆3上的伸缩弹簧62，在伸缩弹簧62的弹性形变作用下以缓冲夯锤4对液压杆3的冲击力。

在进行压实时，油缸驱动液压杆3运动，由于夯锤4自身重力的原因，在液压杆3回收时，液压杆3带动柱塞61沿滑槽5的内腔滑动上升，在上升的过程中，柱塞61压缩伸缩弹簧62，从而使伸缩弹簧62产生弹性形变，且柱塞61上升压缩时，滑槽5内部的上端的气体被压缩，并顺着连通管13流动到滑槽5的下端，此时下端的压强的不断的增大，上端的压强不断的减小，从而对弹性压缩组件6起到下顶上吸的效果，当液压杆3下压时，下端被压缩的气体对液压杆3的推力起到抵消的作用，从而在液压杆3施力的瞬间，液压杆3与夯锤4能够保持同步运动，进而保证了夯锤4的冲击速度，当夯锤4撞击到夯板2时，夯锤4在冲击力的作用下，反向的沿液压杆3滑动，产生的反向作用力一部分用于对伸缩弹簧62的弹性形变，利用伸缩弹簧62的弹性形变来减缓冲击力。同时在夯锤4反向运动的过程中，夯锤4与柱塞61之间产生相对的位移，从而将滑槽5内腔的下端的气体导入滑槽5的上端，并在伸缩弹簧62的缓冲作用下，往复的实现滑槽5内腔上下端气体的置换，以对气体做功的方式进一步的消耗夯锤4产生的反作用力，从而缓冲夯锤4与驱动液压杆3运动的油缸之间的冲击力。

其中，在柱塞61压缩滑槽5上下端的气体时，气体主要沿两个出气口7之前流动，且柱塞61将滑槽5分割成两个独立的腔室，两个独立的腔室分别与对应的出气口7相连通，当柱塞61运动至滑槽5上下端的极限位置时，两个出气口7之间应该避免直接与滑槽5的同一个腔室连通。

具体的，如图3所示，两个出气口7分别与夯锤4竖直段的顶部与底部之间的间距相同，且该间距的大小小于柱塞61的高度，以避免柱塞61滑动至上下的极限位置时滑槽5内腔上下端的气体发生回流。

在柱塞61往复活动的过程中，滑槽5中的气体主要通过两个出气口7进行循环的，其过程中可能伴随有较为刺耳的噪音，因此可以考虑在夯锤4与液压杆3的外侧包裹降噪材料，以降低噪音的产生。

在工作过程中，夯锤4直接作用于夯板2上的，夯锤4与夯板2的接触面积越大，该装置的压实面积将会更加的均匀，且压实面积也相对来说较大，但是，夯锤4主要通过液压杆3来提供冲击速度的，考虑到制造的成本，夯锤4需要尽可能在用材少的情况下还能保证大面积的压实。

具体地，如图1所示，夯锤4为T形形状，滑槽5设置在夯锤4夯锤4竖直段的内腔，夯锤4的横段贴近夯板2的端面，从而扩大夯锤4与夯板2的接触面积，在液压杆3往复运动过程中以带动夯锤4的横段冲击夯板2的端面。

进一步的，由于液压杆3沿夯锤4内腔的滑槽5滑动的，在冲击前液压杆3需要将柱塞61拉升至极限位置，在此过程中，夯锤4自身重力较大，可能在拉升过程中，导致柱塞61与夯锤4之间的分离，为了降低这种影响。

具体的，如图2所示，夯锤4的顶部开设有与滑槽5相连通的滑孔8，滑孔8与液压杆3相滑动连接；

滑孔8的直径小于滑槽5的直径，以使柱塞61限定在夯锤4的内腔滑动，这样能够保证柱塞61只能够沿夯锤4的内腔滑动，有效的避免夯锤4与柱塞61之间分离的可能。

由于液压杆3与夯锤4之间连接有伸缩弹簧62，在伸缩弹簧62形变过程中，若液压杆3与夯锤4之间不能够保证直线运动，伸缩弹簧62发生弹性形变时，夯锤4产生的反作用力将不会均匀的作用到伸缩弹簧62上，从而使伸缩弹簧62产生的缓冲效果将会减弱，因此在夯锤4运动时，需要保证夯锤4与液压杆3之间能够保持直线运动。

具体的，如图1-2所示，夯板2的两侧固接有限位柱9，两个限位柱9远离夯板2的一侧均与夯锤4的竖直段的内腔顶部相连接，夯锤4的横段左右两侧的内向均开设有的供限位柱9滑动穿过的限位槽11，这样能够对夯锤4进行限位，使夯锤4沿限位柱9滑动。

进一步的，由于夯锤4呈T形结构形状，其中，起到主要缓冲效果的部位设置在夯锤4的竖直段上，因此在对夯锤4限位时，也要保证竖直段的平衡，从而使夯锤4整体保持直线运动。

具体的，如图1-2所示，两个限位柱9上均滑动连接有活动套10，两个活动套10远离限位柱9的一端分别与夯锤4的竖直段的两个侧壁相连接，以使整个夯锤4沿直线下滑，使冲击力集中在同一点上。

更进一步的，由于活动套10滑动连接在限位柱9与夯锤4之间的，活动套10在夯锤4带动下同步运动，考虑到夯锤4在运动过程中会产生冲击力，因此在活动套限位时，能否也能使活动套10也能起到对夯锤4产生一个缓冲效果。

具体的，如图1-2所示，活动套10与夯锤4的竖直段的内腔顶部之间连接有套接在限位柱9上的拉伸弹簧12，在拉伸弹簧12的弹性形变作用下以使夯锤4具有向下运动的趋势。

在夯锤4上升时，夯锤4带动活动套10沿限位柱9滑动，此时，位于限位柱9上的拉伸弹簧12发生弹性形变，弹性形变产生的作用力具有推动夯锤4向下运动的趋势，在夯锤4撞击夯板2时，利用拉伸弹簧12的弹性形变来进一步的缓冲夯锤4的冲击力，且在夯锤4下滑时，拉伸弹簧12也能够为夯锤4的下滑提供移动的初速度，从而提高夯锤4的动力势能，且在拉伸弹簧12的弹性形变作用下也能够保证了液压杆3在施力的瞬间，夯锤4与液压杆3能够同步运动。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，包括

壳体(1)，用于连接在外部移动设备上，所述壳体(1)的底部连接有夯板(2)，所述夯板(2)与地面直接接触；

液压杆(3)，连接在所述壳体(1)的顶部；

夯锤(4)，滑动连接在所述液压杆(3)的下端，在所述液压杆(3)的伸缩作用下带动所述夯锤(4)往复运动以竖直敲击所述夯板(2)；

其中，所述夯锤(4)的内腔开设有供所述液压杆(3)滑动的滑槽(5)，所述液压杆(3)伸入所述滑槽(5)内腔的一端连接有弹性压缩组件(6)在所述夯锤(4)因冲击力反向作用于所述液压杆(3)时所述弹性压缩组件(6)发生弹性形变以缓冲所述夯锤(4)对所述液压杆(3)的冲击力；

所述夯锤(4)的一侧壁的顶部与底部均开设有出气口(7)，两个所述出气口(7)均与所述滑槽(5)相连通，两个所述出气口(7)之间通过连通管(13)相连通，在所述液压杆(3)往复运动的过程中所述弹性压缩组件(6)压缩所述滑槽(5)内腔的气体使所述夯锤(4)内腔上下端气体实现置换，以做功的方式消耗所述夯锤(4)对所述液压杆(3)的冲击力，并配合所述弹性压缩组件(6)的弹性形变以达到多次缓冲击的效果；

同时，在所述液压杆(3)下压的过程中，位于所述弹性压缩组件(6)下方的所述滑槽(5)的内腔压强增大以消减所述液压杆(3)沿所述滑槽(5)向下滑动的趋势，以使所述夯锤(4)具有更大的动力势能，从而提高所述液压夯实机的压实效果。

2.根据权利要求1所述的一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，

所述弹性压缩组件(6)包括柱塞(61)与伸缩弹簧(62)，所述柱塞(61)连接在所述液压杆(3)伸入所述滑槽(5)内腔的一端上，所述柱塞(61)与所述夯锤(4)的内腔之间连接有套接在所述液压杆(3)上的伸缩弹簧(62)，在所述伸缩弹簧(62)的弹性形变作用下以缓冲所述夯锤(4)对所述液压杆(3)的冲击力。

3.根据权利要求2所述的一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，

所述夯锤(4)为T形形状，所述滑槽(5)设置在所述夯锤(4)夯锤(4)竖直段的内腔，所述夯锤(4)的横段贴近所述夯板(2)的端面，从而扩大所述夯锤(4)与所述夯板(2)的接触面积，在所述液压杆(3)往复运动过程中以带动所述夯锤(4)的横段冲击夯板(2)的端面。

4.根据权利要求3所述的一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，

所述夯锤(4)的顶部开设有与所述滑槽(5)相连通的滑孔(8)，所述滑孔(8)与所述液压杆(3)相滑动连接；

所述滑孔(8)的直径小于所述滑槽(5)的直径，以使所述柱塞(61)限定在所述夯锤(4)的内腔滑动。

5.根据权利要求1所述的一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，

两个所述出气口(7)分别与所述夯锤(4)竖直段的顶部与底部之间的间距相同，且该间距的大小小于所述柱塞(61)的高度，以避免所述柱塞(61)滑动至上下的极限位置时所述滑槽(5)内腔上下端的气体发生回流。

6.根据权利要求5所述的一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，

所述夯板(2)的两侧固接有限位柱(9)，两个所述限位柱(9)远离夯板(2)的一侧均与所述夯锤(4)的竖直段的内腔顶部相连接，所述夯锤(4)的横段左右两侧的内向均开设有的供所述限位柱(9)滑动穿过的限位槽(11)。

7.根据权利要求6所述的一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，

两个所述限位柱(9)上均滑动连接有活动套(10)，两个所述活动套(10)远离所述限位柱(9)的一端分别与所述夯锤(4)的竖直段的两个侧壁相连接，以使整个所述夯锤(4)沿直线下滑，使冲击力集中在同一点上。

8.根据权利要求7所述的一种大面积地基土加固的液压夯实机，其特征在于，

所述活动套(10)与所述夯锤(4)的竖直段的内腔顶部之间连接有套接在所述限位柱(9)上的拉伸弹簧(12)，在所述拉伸弹簧(12)的弹性形变作用下以使所述夯锤(4)具有向下运动的趋势。

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