打桩机振动锤头测试装置及试验方法与流程

本发明涉及工程机械，尤其涉及打桩机振动锤头测试装置及试验方法。

背景技术：

1、基于履带式挖掘机改造的打桩机利用振动锤头偏心机构的高速旋转，产生周期性激振力，从而产生高频振动，并将振动通过振动锤头夹桩部分传递给桩体，随着产生的振动，桩周围土体结构因振动发生变化，桩身周围土质液化，土壤颗粒之间的构造发生紊乱，瞬时强度降低，造成土壤结构的“流动化”现象。从而减少桩与土体的摩擦力，然后以挖掘机下压力、打桩机与桩自重等共同作用力将桩打压入土中。振动打桩机主要用于进行钢板桩以及水泥桩等各类桩的打桩和拔桩作业，广泛应用于钢板桩围堰、铁路、公路、水利、港口、光伏和城建等工程项目的建设，其中振动锤头是其关键工作辅具。

2、当前振动锤头多数为主机厂外购加装到基于履带式挖掘机改造的打桩机上，多数外购的振动锤头没有进行出厂磨合试验。因此，通常是将振动锤头装配到打桩机上后，通过整机调试过程中进行磨合，因此，其存在以下问题：

3、1、振动锤头启动磨合激振力大、振动冲击大，需要开阔的调试场地，调试人员技能水平要求高，振动锤头的噪声较大；同时整机调试周期加长、耗油量高，调试成本高。

4、2、振动锤头磨合过程中产生杂质会存留在振动锤头内部，要及时更换磨合后的齿轮、轴承的润滑油，在整机上对振动锤头的润滑油更换一方面不方便，另一方面对更换下的润滑油不能再次循环利用。同时振动锤头内部齿轮、传动轴、振动箱体等在生产过程中不可避免的存在生产一致性、质量瑕疵、装配清洁度等问题，若通过装配到整机上通过调试进行振动锤头磨合出现问题，整机需要停放到专业场地更换振动锤头或零部件，转运或更换零部件不方便。

5、3、磨合只能通过在整机上进行空载磨合，若进行负载磨合，需要进行打拔桩作业，多数调试场地不容许，另一方面打拔桩作业增加调试难度、周期成本和安全要求。

6、4、振动锤头的性能只能通过装机后在工地上进行实际作业来评价，性能不满足需要现场更换振动锤头或振动锤头内部零部件，作业现场更换不方便、成本高、不易保证装配清洁度等。

7、5、振动锤头的可靠性无法进行评价，特别是新供应商振动锤头可靠性或新开发振动锤头产品，只能通过装机后实际作业情况评估，评估时间长、成本高，开发周期长等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供打桩机振动锤头测试装置及试验方法，以解决相关技术中振动锤头的磨合及验证可靠性试验只能通过装配到打桩机上，通过整机调试过程中进行磨合的问题。

2、一方面，本发明提供打桩机振动锤头测试装置，该打桩机振动锤头测试装置包括机架、固定架和工作部，所述固定架设置于所述机架，所述固定架用于固定振动锤头的振动部；所述工作部设置于所述机架且包括电机、液压油箱、散热器和液压泵，所述液压泵的出液口用于与所述振动部的油液入口连通，所述液压泵的进液口与所述液压油箱的出液口连通，所述液压油箱的进液口与所述散热器的出液口连通，所述散热器的进液口与所述振动部的油液出口连通，所述电机用于驱动所述液压泵工作。

3、作为打桩机振动锤头测试装置的优选技术方案，所述机架包括第一架体和第二架体，所述第一架体和所述第二架体相互独立设置，所述固定架固设于所述第一架体，所述工作部固设于所述第二架体。

4、作为打桩机振动锤头测试装置的优选技术方案，所述固定架包括支架和减震器，所述减震器设置于所述第一架体和所述支架之间且分别与所述第一架体和所述支架固接。

5、作为打桩机振动锤头测试装置的优选技术方案，所述支架包括两个支撑板和两个固定盖，两个所述支撑板间隔设置于所述第一架体，两个所述固定盖一一对应的与两个所述支撑板固接，且分别围设出两个限位孔，所述振动锤头被设置于两个所述支撑板之间，且所述振动部的销轴的两端分别插设于两个所述限位孔，所述销轴同时与所述支撑板和所述固定盖抵接；所述支撑板和/或所述固定盖上设置有插槽，所述插槽用于与所述振动部上的限位凸起插接。

6、作为打桩机振动锤头测试装置的优选技术方案，所述支架还包括两个围板，两个所述围板与两个所述支撑板围设成容纳腔，所述振动锤头部分或全部位于所述容纳腔内。

7、另一方面，本发明提供打桩机振动锤头测试装置的试验方法，通过上述任一方案中的打桩机振动锤头测试装置实施，所述振动部固接试验部；所述电机驱动所述液压泵工作，以使所述振动部周期性工作。

8、作为试验方法的优选技术方案，所述试验部为夹桩部，所述打桩机振动锤头测试装置的试验方法包括空载磨合试验，步骤包括所述振动部固接所述夹桩部；所述电机工作，使所述振动部工作n个周期t，每个所述周期t实现所述振动部依次进行启动加速t1、平稳运行t2和停止减速t3，相邻两个所述周期t之间的所述电机的停机时间为t4。

9、作为打桩机振动锤头测试装置的试验方法的优选技术方案，所述试验部为等效负载配重块，所述打桩机振动锤头测试装置的试验方法包括负载磨合试验，步骤包括设定桩本身的重量为f1，桩在振动土质液化时的动摩擦力为f2，夹桩部的重量为f3；制作所述等效负载配重块，所述等效负载配重块的质量m=f1+f2+f3；将所述等效负载配重块固设于所述振动部；所述电机工作，使所述振动部工作n个周期t，每个所述周期t实现所述振动部依次进行启动加速t1、平稳运行t2和停止减速t3，相邻两个所述周期t之间的所述电机的停机时间为t4。

10、作为打桩机振动锤头测试装置的试验方法的优选技术方案，所述试验部为夹桩部和试验桩，所述打桩机振动锤头测试装置的试验方法包括振动锤头可靠性试验，步骤包括所述振动部与夹桩部固接；将试验桩打入预设深度土层中，所述夹桩部夹紧所述试验桩；所述电机工作，使所述振动部工作n个周期t，每个所述周期t实现所述振动部依次进行启动加速t1、平稳运行t2和停止减速t3，相邻两个所述周期t之间的所述电机的停机时间为t4，所述振动锤头可靠性试验总用时h；统计打桩作业时一个作业循环周期各相关动作所用时间：捡桩t1、吊桩t2、对桩t3和打桩t4；计算振动锤头的等效可靠性寿命。

11、作为打桩机振动锤头测试装置的试验方法的优选技术方案，在所述周期t内，通过调节所述电机的转速n和液压泵的排量vp，进而调节所述振动部的振动频率。

12、本发明的有益效果为：

13、本发明提供打桩机振动锤头测试装置及打桩机振动锤头测试装置的试验方法，该打桩机振动锤头测试装置包括机架、固定架和工作部，固定架设置于机架，固定架用于固定振动锤头的振动部；工作部设置于机架且包括电机、液压油箱、散热器和液压泵，液压泵的出液口用于与振动部的油液入口连通，液压泵的进液口与液压油箱的出液口连通，液压油箱的进液口与散热器的出液口连通，散热器的进液口用于与振动部的油液出口连通，电机驱动液压泵工作。电机启动，进而带动液压泵工作，液压泵驱动液压油箱内的油液在振动部和液压油箱内循环流动，进而驱动振动部振动，使振动锤头工作。通过电机驱动液压泵工作，以使振动部周期性工作，进而可以实现振动锤头的磨合及验证可靠性试验。进而解决了振动锤头的磨合及验证可靠性试验只能通过装配到打桩机上，通过整机调试过程中进行磨合的问题。