一种液压冲击锤的制作方法

本实用新型涉及一种工程机械，特别涉及一种液压冲击锤。

背景技术：

随着工业和民用建筑、道路桥梁、城际高铁和城镇化建设规模不断扩大，对桩基础要求也越来越高，要求打桩设备具有较好的技术性能和工作效率。而传统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、绿色环保要求，其使用范围和区域受到很大限制，国内外中心城区已经禁止使用柴油打桩锤施工。国内外桩基制造厂商都在竞相研制高精度、高效率和高响应的桩基础施工设备，液压冲击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。

液压冲击锤属于冲击式打桩锤，其锤芯通过液压系统提升预期高度快速释放后，以大于或者接近自由落体的方式直接作用于液压锤的砧座或桩帽上，通过砧座和桩帽对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就较大将对锤体及桩帽产生极大的冲击力，对液压锤本体造成极大损伤，影响其工作性能发挥，降低液压锤的使用寿命；较大的冲击力对预应力桩或管桩的桩头损伤极大，造成桩头破损，并给桩体加接带来不便，影响桩基施工质量。

现有液压锤包括冲击锤体及设置于锤体内的锤芯，锤体顶部与液压动力系统连接，另一端为对桩体实施打击的工作端。锤芯和锤体均采用采用矩形横截面，锤心通过其四个边角导向槽在锤体内腔四个内角导向条上导向，保证锤心在锤体内腔提升和下落稳定、可靠，这种结构方式使锤体和锤心加工复杂，增加液压锤整机制造成本。在液压打桩锤沉桩施工作业时，虽然导向条外表面长度方向设置的耐磨板，但由于锤心在锤体内腔是频繁往复运动，造成该耐磨板磨损较快，用户需要检查其磨损程度，当超过磨损极限时就需要拆卸和更换耐磨板，影响桩基施工效率，增加施工作业费用。目前液压锤砧座采用纯铁板、或铁板衬垫钢丝绳形式，在锤芯频繁锤击下极易变形，表面温度达到200ºc以上，造成砧座、桩帽及液压锤本体变形而损坏，需要经常更换砧座，降低设备使用率，增加桩基工程成本。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，如何提高砧座材质强度、刚性和耐冲击性能，从而进一步延长液压锤的使用寿命和提高施工效率。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种整体刚性好、降低锤心运动阻力、砧板耐冲击性好的液压冲击锤，有效提高作业效率和降低制造成本，符合低碳排放、绿色节能的环保要求。

为达到以上目的，本实用新型所采用的解决方案是：

一种液压冲击锤，包括冲击锤芯、外壳体、桩帽组、提升油缸、耐磨衬板及液压系统，其中：

冲击锤芯包括下部锤击头、含导向槽的上锤芯；

外壳体包括含导向架的框体、上盖板和下部法兰；

桩帽组包括含上帽法兰的上桩帽、下桩帽，其中，下桩帽包括含下帽内圈和凸台的下帽盖板、砧板和缓冲圈；

其特征在于：

所述外壳体的框体为长方体形的焊接构体；所述二个导向架沿框体的垂直方向对称设置在其左右二侧的内侧面上；所述上盖板通过紧固件固装于框体的上端；所述下部法兰固装于框体的下端；

所述冲击锤芯的上锤芯为长方体，所述二个导向槽沿上锤芯的垂直方向对称设置在其左右二个侧上；所述下部锤击头为位于上锤芯下方的圆柱体；

所述冲击锤芯套装于外壳体的框体的内腔，并通过其侧面的二个对称导向槽嵌入所述外壳体的框体的二个对称导向架上；

所述提升油缸的活塞杆铰接安装于冲击锤芯的上锤芯的上端面，其缸筒铰接安装于外壳体的上盖板的下端面；

所述耐磨衬板沿框体的二个导向架的垂直方向分别设置在它们的各个外表面上；

所述桩帽组通过上桩帽的上帽法兰固装于外壳体的下部法兰上；所述下桩帽通过其下帽盖板套装于上桩帽的孔内；所述下帽内圈设置于下帽盖板的上端面的几何中心；所述砧板为盘状柱体，以高出下帽内圈端面的方式置于其中心沉孔内，其上端面与冲击锤芯的下部锤击头底平面接触；所述缓冲圈以高出凸台端面的方式安装于其端面的凸台环槽内，其上平面紧贴上桩帽的上帽法兰的下端面；所述下桩帽的下端沉孔套装于来自外部的预制预应力桩或管桩的桩头上；

所述液压系统驱动提升油缸，该提升油缸的活塞杆带动冲击锤芯在外壳体的框体内腔向上运动，当冲击锤芯达到设计行程后切换液压回路，该冲击锤芯随即向下运动、且其下部锤击头撞击位于下桩帽的下帽盖板的中心沉孔内的砧板，将液压冲击锤的冲击力传递来自外部的预制桩后进行打桩施工。

本实用新型可以是，所述冲击锤芯采用牌号为35crmo、或者42crmo的合金钢经锻造、锻后作正火处理和机械加工制成，锻后正火处理后布氏硬度为hb160～190。

本实用新型还可以是，所述冲击锤芯的上锤芯上的二个导向槽与下部锤击头端面的垂直度公差为0.9～0.11mm；所述外壳体的框体内的二个导向架与框体端面的垂直度公差为0.95～0.105mm。

本实用新型还可以是，所述耐磨衬板在框体的二个导向架的各个外表面上设置时以间隔一段距离方式布置。

本实用新型还可以是，所述耐磨衬板采用牌号为qt500-7或qt600-3的球墨铸铁制成，它们均通过螺钉固定在框体内腔的二个导向架的各个外表面上。

所述上桩帽的上帽台阶孔和下桩帽的下帽盖板之间的配合间隙为2.00～3.00mm。

本实用新型还可以是，所述砧板采用高分子材质制成，主要性能指标如下：密度=1.10～1.2g/cm3，拉伸强度≥60mpa,断裂伸长率≥160%，拉伸模量≥1600mpa，洛氏硬度≥r116，摆锤缺口冲击强度≥6kj/m。

附图说明

图1为本实用新型液压冲击锤的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1中a-a向剖视图；

图5本实用新型液压冲击锤的桩帽组结构图；

图6为图中b-b向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图所述实施例对本实用新型液压冲击锤作进一步的说明。

一种液压冲击锤，包括冲击锤芯1、外壳体2、桩帽组3、提升油缸4、耐磨衬板6及液压系统；冲击锤芯1包括下部锤击头11、含导向槽122，122’的上锤芯12；外壳体2包括含导向架201，201’的框体20、上盖板21和下部法兰22；桩帽组3包括含上帽法兰311的上桩帽31、含下帽内圈321和凸台325的下帽盖板320、砧板322和缓冲圈323的下桩帽32；其中：

所述外壳体2的框体20为长方体形的焊接构体；所述二个导向架201，201’沿框体20的垂直方向对称设置在其左右二侧的内侧面上；所述上盖板21通过紧固件固装于框体20的上端；所述下部法兰22固装于框体20的下端；

所述冲击锤芯1的上锤芯12为长方体，所述二个导向槽122，122’沿上锤芯12的垂直方向对称设置在其左右二个侧上；所述下部锤击头11为位于上锤芯12下方的圆柱体。所述冲击锤芯1采用牌号为35crmo、或者42crmo的合金钢经锻造、锻后正火处理和机械加工制成，锻后作正火处理后布氏硬度为hb160～190。该材料具有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，且淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小，有效保证耐冲击性，延长使用寿命。

所述冲击锤芯1套装于外壳体2的框体20的内腔，并通过其侧面的二个对称导向槽122，122’嵌入所述外壳体2的框体20的二个对称导向架202，202’上。所述冲击锤芯1的上锤芯12上的二个导向槽122，122’与下部锤击头11端面的垂直度公差为0.9～0.11mm；所述外壳体2的框体20内的二个导向架201，201’与框体20端面的垂直度公差为0.95～0.105mm。保证冲击锤芯在外壳体的框架内腔上下运动自如，有效发挥液压冲击锤的打击效率。

所述提升油缸4的活塞杆41铰接安装于冲击锤芯1的上锤芯12的上端面，其缸筒42铰接安装于外壳体2的上盖板21的下端面；

所述耐磨衬板6沿框体20的二个导向架201，201’的垂直方向分别设置在它们的各个外表面上。所述耐磨衬板6在框体20的二个导向架201，201’的各个外表面上设置时以间隔一段距离方式布置。在液压冲击锤维护保养时，可根据其磨损情况进行更换，有效控制耐磨板的维护费用。所述耐磨衬板6采用牌号为qt500-7或qt600-3的球墨铸铁制成，具有强度高、塑性变形小、耐热、耐磨损、耐腐蚀和尺寸稳定性好等特点，它们均通过螺钉固定在框体20内腔的二个导向架201，201’的各个外表面上。方便用户耐磨板的拆卸更换。

所述桩帽组3通过上桩帽31的上帽法兰311固装于外壳体2的下部法兰22上；所述下桩帽32通过其下帽盖板320套装于上桩帽31的孔内；所述上桩帽31的上帽台阶孔312和下桩帽32的下帽盖板320之间的配合间隙为2.00～3.00mm；当液压锤冲击进行打桩作业时，保证冲击锤芯1的作用力有效作用到下桩帽32上的砧板322上，避免因冲击振动传递至液压冲击锤的外壳体2上，造成液压冲击锤本体的损伤。所述下帽内圈321设置于下帽盖板320的上端面的几何中心；所述砧板322为盘状柱体，以高出下帽内圈321端面的方式置于其中心沉孔3210内，其上端面与冲击锤芯1的下部锤击头11底平面接触；所述砧板322采用高分子材质制成，主要性能指标如下：密度=1.10～1.2g/cm3，拉伸强度≥60mpa,断裂伸长率≥160%，拉伸模量≥1600mpa，洛氏硬度≥r116，摆锤缺口冲击强度≥6kj/m。因此具有较高的刚度、适宜的弹性、耐冲击以及耐200～250ºc以上高温等特点，可保证冲击锤芯打击能量有效传递，适应冲击锤芯频繁锤击，改善采用铁质砧板易被击碎打裂情况，有效避免反弹力对液压锤锤体的冲击损伤，提高液压冲击锤作业效率。所述缓冲圈323以高出凸台325端面的方式安装于其端面的凸台环槽3250内，其上平面紧贴上桩帽31的上帽法兰311的下端面；所述下桩帽32的下端沉孔324套装于下部的预制预应力桩或管桩的桩头上。在液压冲击锤锤击作业时，缓冲圈323有效隔离桩帽反弹对液压锤外壳体的冲击，改善液压冲击锤施工过程中的振动情况，有利于延长设备使用寿命。

所述液压系统驱动提升油缸4，该提升油缸的活塞杆41带动冲击锤芯1在外壳体2的框体20内腔向上运动，当冲击锤芯1达到设计行程后切换液压回路，该冲击锤芯1随即向下运动、且其下部锤击头11撞击位于下桩帽32的下帽盖板320的中心沉孔3210内的砧板322，将液压冲击锤的冲击力传递给位于桩帽下部的预制预应力桩或管桩后进行打桩施工。