一種液壓打樁錘用組合錘頭的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種液壓打樁錘用組合錘頭，用于樁基礎施工中液壓打樁錘的樁錘錘擊系統，所述錘頭包括一個內部中空的錘體，所述錘體的底部設置撞擊頭，頂部連接油缸活塞桿，所述錘體的中空腔體內部填充有金屬顆粒填充物。所述錘體由若干個金屬板疊加連接，其中位于底部的下板和位于頂部的上板封閉，位于中間的若干中間板為框形中空板，疊加后形成錘體的內部中空腔體。本發明能有效改善錘頭沖擊時的應力波形，降低應力波的峰值至最低要求值并延長應力波在峰值狀態的傳遞時間，在提高沖擊能得傳遞效率和打樁速度的同時，降低打樁錘及樁所承受的沖擊力，提高打樁錘的壽命，保護樁不被打壞。
【專利說明】一種液壓打粧錘用組合錘頭
【技術領域】
[0001]本發明屬于樁工機械領域，涉及一種內裝金屬顆粒填充物的液壓打樁錘用組合錘頭，主要應用于樁基礎施工中液壓打樁錘的樁錘錘擊系統。
【背景技術】
[0002]液壓打樁錘是為克服柴油錘噪聲大、有污染而出現的一種新型工程機械，廣泛應用于橋梁、工業、建筑的樁基礎施工。其樁錘錘擊系統中錘頭上下往復運動，打擊錘墊，傳遞沖擊力到樁。
[0003]液壓打樁錘的樁錘錘擊系統的結構如圖1所示，它主要由錘墊1、錘頭2、油缸活塞桿3、樁墊4、樁5等部件組成。錘頭2做往復運動，其上升至一定高度，為打樁儲存足夠的重力勢能后，錘頭2自由下落至接觸錘墊1，錘墊1將沖擊力調節后傳遞到樁墊4，樁墊4再次調節沖擊力，將沖擊力傳遞到樁，實現樁的沉降。
[0004]現有技術中，液壓打樁錘錘頭2為一整塊鍛鋼加工成圓柱形或者長方體形，由于打樁錘工作主要是利用錘頭2的重力勢能，使得錘頭2重量較大。整塊錘頭2加工對機床承載能力有特殊要求，加工成本高；更大的問題是，由于錘頭的重力勢能是通過與剛性錘墊的沖擊產生應力波的形式傳遞給剛性樁帽，再傳遞給被打的樁，當被打的樁遇到堅硬地基致使樁難以打入地基時，錘頭沖擊產生的應力波峰值很高，傳遞的時間很短，這種能量傳遞的效率低，更容易把樁打壞。同時這個很高的應力波峰對錘頭本身的零件也會產生很大的破壞力。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題是:針對現有液壓打樁錘錘頭容易把樁打壞的缺陷，提供一種內裝金屬顆粒填充物的液壓打樁錘用組合錘頭，利用內裝金屬填充物在沖擊時存在的一個壓緊過程使錘頭的重力勢能是在壓實這段時間內逐步傳遞給被沖擊的錘墊，這個壓實過程時間使得沖擊應力波大大降低而作用時間延長很多，這樣的應力波形是沖擊波最理想的波形，傳遞效率高而又不會損傷被打的樁。
[0006]本發明所采用的技術方案是:一種液壓打樁錘用組合錘頭，所述錘頭包括一個內部中空的錘體，所述錘體的底部設置撞擊頭6，頂部連接油缸活塞桿3，所述錘體的中空腔體內部填充金屬顆粒填充物10。
[0007]進一步的，所述錘體由若干個金屬板疊加連接，其中位于底部的下板7和位于頂部的上板12封閉，位于中間的若干中間板8為框形中空板，疊加后形成錘體的內部中空腔體，所述錘體的中空腔體容積與中間板8的疊加數量呈正比；所述下板7、中間板8和上板12通過定位銷9以及螺栓14連接成整體。
[0008]進一步的，所述撞擊頭6上開設螺紋孔，所述螺栓14將其與下板7、中間板8和上板12固定螺接，并在另一端通過雙螺母鎖緊固定。
[0009]進一步的，所述下板7和中間板8的厚度相同。
[0010]進一步的，所述上板12內部嵌裝有連接油缸活塞桿3的油缸連接座18，所述油缸連接座18的上下兩端與上板12之間分別設置有橡膠制成的緩沖墊。
[0011]進一步的，所述上板12上方還固定疊加有壓板17。
[0012]在本發明中，所述金屬顆粒填充物為密度大于鐵的金屬顆粒，填充材料可有多種選擇，可為鉛粒或其他密度大于鐵的金屬顆粒，目的是改善錘頭沖擊時的應力波形，降低應力波的峰值至最低要求值并延長應力波在峰值狀態的傳遞時間，在提高沖擊能得傳遞效率和打樁速度的同時，降低打樁錘及樁所承受的沖擊力，提高打樁錘的壽命，保護樁不被打壞。
[0013]本發明的技術方案中，錘頭采用撞擊頭6、下板7、中間板8與上板12及其中的金屬填充物10組合而成，不同于傳統的整體式錘頭或單純的組合錘頭。由上板12、中間板8和下板7組合形成的錘體中空部分的容積可以通過改變下板7與中間板8的數量來改變，以實現錘頭重量根據要求的任意改變。在油缸連接座18與錘頭的連接通過緩沖墊與錘體連接，緩沖墊采用用橡膠等彈性好的材料做成，以減緩錘頭反彈對油缸的沖擊。
[0014]本發明的有益效果如下:
[0015]1.所有零件均是先加工好之后再連接起來，不要求采用承載能力高的機床加工。
[0016]2.各零件之間采用銷釘定位，能實現錘頭外部的導向槽連續導向。
[0017]3.可根據需要調節錘頭的質量大小。
[0018]4.撞擊頭6先與錘墊1撞擊，撞擊頭6與錘墊1間產生沖擊應力波，通過應力波的形式，撞擊頭6將其沖擊能傳遞給錘墊1，錘墊1再將沖擊能以應力波形式傳遞到被打的樁，實現樁的下沉。撞擊頭6與錘墊1撞擊后，填充物10在其慣性作用下向下壓實，對撞擊頭6產生一個持續時間較長的慣性沖擊力，這個慣性沖擊同樣以應力波的形式將其慣性能量傳遞給錘墊，再傳遞到被打的樁。因此，沖擊應力在峰值狀態繼續維持一段時間作用在錘墊1上，這種持續時間較長的沖擊力峰值盡管達到了最小應力峰值要求，但遠小于錘頭2作為一個整體時產生的沖擊力峰值，這樣可大大減少打樁錘及被打的樁因受過大的沖擊應力峰值而被損壞的幾率，同時因沖擊能傳遞時間的延長，傳遞效率提聞，打粧速度提聞。
[0019]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為液壓打樁錘的樁錘錘擊系統的結構示意圖。
[0021]圖2為本發明中的液壓打樁錘錘頭的剖視圖。
[0022]圖3為本發明中的液壓打樁錘錘頭的主視圖。
[0023]圖4為圖3的俯視圖。
[0024]圖5為圖3的仰視圖。
[0025]圖中標號:1-錘墊，2_錘頭,3-油缸活塞桿,4_樁墊,5_樁,6_撞擊頭,7-下板，8-中間板，9-定位銷，10-填充物，11-底部緩沖墊，12-上板，13-頂部緩沖墊，14-螺栓，15-厚螺母，16-薄螺母，17-壓板，18-油缸連接座，19-導向槽。
【具體實施方式】
[0026]結合參見圖2和圖3，一種內裝金屬顆粒填充物的液壓打樁錘用組合錘頭2由撞擊頭6、下板7、中間板8、定位銷9、金屬顆粒填充物10、底部緩沖墊11、上板12、頂部緩沖墊13、螺栓14、厚螺母15、薄螺母16、壓板17和油缸連接座18等零部件組成。其中，錘頭2的錘體由撞擊頭6與下板7、中間板8、上板12、壓板17通過定位銷9定位，用螺栓14連接組合而成，螺栓14底部螺接在撞擊頭6的螺孔上，頂部通過厚螺母15和薄螺母16將錘體鎖緊成為整體，填充物10填充在中間板8圍成的錘體中空腔內，并通過下板7和上板12密封在里面。
[0027]結合參見圖4和圖5，錘頭2通過油缸連接座18與油缸活塞桿3相連，其中，油缸連接座18頂部與上板之間添加有底部緩沖墊11，油缸連接座18頂部與壓板17之間添加有頂部緩沖墊13，其材料選用橡膠等彈性好的材料。
[0028]錘頭2由撞擊頭6與各種金屬板通過螺栓連接，組成錘頭2的零件均是加工好之后再組裝成錘頭的。為保證錘頭外側整體的導向槽19能連續導向，不出現錯位臺階，相連接兩鋼板之間采用定位銷9定位，相連接兩鋼板銷釘孔配鉆。
[0029]錘頭2撞擊錘墊1后，如果出現反彈現象，反彈力最終都會傳遞到防彈緩沖墊11和緩沖墊13上，緩沖墊被壓縮，吸收能量，可以減小反彈力對油缸活塞桿3的影響，延長油缸使用壽命。
[0030]油缸活塞桿3提起錘頭2上升到一定高度后下落，當撞擊頭6接觸到錘墊1時開始撞擊打樁。撞擊頭6先與錘墊1撞擊，撞擊頭6與錘墊1間產生沖擊應力波，通過應力波的形式，撞擊頭6將其沖擊能傳遞給錘墊1，錘墊1再將沖擊能以應力波形式傳遞到被打的樁，實現樁的下沉。撞擊頭6與錘墊1撞擊后，填充物10在其慣性作用下向下壓實，對撞擊頭6產生一個持續時間較長的慣性沖擊力，這個慣性沖擊力同樣以應力波的形式將其慣性沖擊能量傳遞給錘墊，再傳遞到被打的樁。因此，沖擊應力在峰值狀態繼續維持一段時間作用在錘墊1上，這種持續時間較長的沖擊力峰值盡管達到了最小應力峰值要求，但遠小于錘頭2作為一個整體時產生的沖擊力峰值，這樣可大大減少打樁錘及被打的樁因受過大的沖擊應力峰值而被損壞的幾率，同時因沖擊能傳遞時間的延長，傳遞效率提高，打樁速度提聞。
[0031]通過改變下板7和中板8的數量，可以獲得不同的樁錘重量和不同的應力波形。增加下板7的數量，減少中間板8的數量和減小填充物10質量，使應力波峰值增大；減少下板7的數量，增加中間板8的數量和增加填充物10質量，使應力波峰值增大。通過這種調節，確保應力波峰值在滿足最低值要求同時，延長應力波在峰值狀態的傳遞時間。
[0032]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本發明可以不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種液壓打樁錘用組合錘頭，其特征在于:所述錘頭包括一個內部中空的錘體，所述錘體的底部設置撞擊頭￠)，頂部連接油缸活塞桿(3)，所述錘體的中空腔體內部填充金屬顆粒填充物(10)。
2.根據權利要求1所述的一種液壓打樁錘用組合錘頭，所述錘體由若干個金屬板疊加連接，其中位于底部的下板(7)和位于頂部的上板(12)封閉，位于中間的若干中間板(8)為框形中空板,疊加后形成錘體的內部中空腔體,所述錘體的中空腔體容積與中間板(8)的疊加數量呈正比；所述下板(7)、中間板(8)和上板(12)通過定位銷(9)以及螺栓(14)連接成整體。
3.根據權利要求2所述的一種液壓打樁錘用組合錘頭，所述撞擊頭(6)上開設螺紋孔，所述螺栓(14)將其與下板(7)、中間板(8)和上板(12)固定螺接，并在另一端通過雙螺母鎖緊固定。
4.根據權利要求3所述的一種液壓打樁錘用組合錘頭，所述下板(7)和中間板⑶的厚度相同。
5.根據權利要求4所述的一種液壓打樁錘用組合錘頭，所述上板(12)內部嵌裝有連接油缸活塞桿(3)的油缸連接座(18)，所述油缸連接座(18)的上下兩端與上板(12)之間分別設置有橡膠制成的緩沖墊。
6.根據權利要求5所述的一種液壓打樁錘用組合錘頭，所述上板(12)上方還固定疊加有壓板(17)。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的一種液壓打樁錘用組合錘頭，所述金屬顆粒填充物為密度大于鐵的金屬顆粒。
【文檔編號】E02D7/08GK104404959SQ201410673660
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】胡均平, 郭勇, 易滔, 王琴 申請人:中南大學, 湖南長河機械有限公司