双柱塞液压锤制造技术

本实用新型专利技术属于桩工机械和锻（冲）压设备类技术领域，涉及一种双柱塞液压锤。该双柱塞液压锤包括机架座、上升双柱塞缸、下冲双柱塞缸，液压油路控制装置的油路分别与上升双柱塞缸、下冲双柱塞缸连接，液压油压对下冲双柱塞缸的柱塞作用面积大于上升双柱塞缸的柱塞作用面积，上升双柱塞缸、下冲双柱塞缸的下部通过连接体连接锤头。本实用新型专利技术可用作为双柱塞液压桩锤和双柱塞液压锻锤，用于桩工机械和锻（冲）压设备，应用于工程机械的道路、堤坝等压实技术及设备。本实用新型专利技术操作简单、自动化程度高、工作效率高，结构简单、其制造成本和维修成本与国外同类产品相比可降低７０％左右。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于桩工机械和锻(冲)压设备类
，涉及一种双柱塞液压锤。国外，如荷兰、芬兰、德国、日本等少数发达国家已有液压桩锤产品，液压锤均采用差动活塞原理。其工作部分是一个密闭的冲击缸体。在缸体内的上部充满液压油，中间充满惰性气体(氮气)；油与氮气之间有一浮动活塞将油与氮气隔开。缸体下部装有一活塞，其活塞杆端固结一冲击头。这种结构十分复杂，油、气间密封要求很高，制造技术要求高、价格昂贵。现代液压冲击技术朝高压，小流量发展；当锤的总质量一定的工况下，冲击行程大小决定冲击能量大小。冲击缸体内径小而冲击行程长，对其缸体内径进行超级精加工的制造技术难度就越大，油、气间的密封问题就更大，这是我国目前尚无液压桩锤产品的主要原因。传统的锻压设备有蒸汔锤和空压锤均属被淘汰产品。20世纪八十年代末巳被小吨位级的液压锻锤所取代，其产品结构复杂，制造技术要求高，价格昂贵，发展与推广应用缓慢。九十年代中期。我国第一台8MN(800吨)快速锻造机闻世，但其设备结构复杂制造技术难度大，价格昂贵(700～800万元/台套)。本专利”双柱塞液压锻锤”结构简单紧奏，制造技术易于解决，锻锤的吨位可大可小，造价低，应用广泛，易于推广。解决本技术技术问题所采用的技术方案是该双柱塞液压锤包括机架座、上升双柱塞缸、下冲双柱塞缸，液压油路控制装置的油路分别与上升双柱塞缸、下冲双柱塞缸连接，液压油压对下冲双柱塞缸的柱塞作用面积大于上升双柱塞缸的柱塞作用面积，上升双柱塞缸、下冲双柱塞缸的下部通过连接体连接锤头。本技术双柱塞液压锤属于双作用式冲击液锤；锤通过液压装置提升到给定高度后，在压力油的差动作用下，锤以大于一个g(g＝9.8米/秒2)的加速度向下冲击，冲击的动能很大。国外现代液锤采用的是差动活塞(油缸)原理，而本技术采用的是差动双柱塞(油缸)原理。由于液压锤在工作冲击过程中是在大于一个g的的加速度运动的，活塞或柱塞往复运动线速度高达4～8米/秒，比一般液压设备高得多。这样高的工作线速度对液压缸的制造技术及密封要求特别高。国外液锤采用活塞与浮动活塞，须对缸筒内壁(深长孔)进行超级精度加工，即使采用现代高精、尖深孔加工设备，也难确保其内孔的精度与表面粗糙度的要求；对采用浮动活塞技术而言，制造时还须采用浮动活塞与缸筒内壁配对研磨工艺，方能确保油与氮气严格隔离的密封要求；活塞与缸筒内壁高速相对运动产生的摩擦磨损，使密封性能加剧降低。因此制造成本与维修成本高。本技术取消了活塞而采用双柱塞油缸；对双柱塞的缸筒内壁不加工，只须对双柱塞的外圆进行超级精度加工，其加工设备采用高精度外圆磨床对外圆进行抛光就能达到技术要求。由于无活塞只需采用轴用密封元件，我国已有工作压力45MPa，往复线速度达10～15米/秒系列轴用密封件，完全能满足本技术的密封要求、因此，本技术的制造成本和维修成本与国外同类产品相比可降低70％左右。一、双柱塞液压桩锤该双柱塞液压桩锤包括移动部分、固定部分、液压油路控制装置部分、电路控制装置部分。移动部分是安装在机架座12上(在本实施例中，由于机架座12是悬挂于固定部分的定滑轮下，故又称为悬座12)、除有上升双柱塞缸11(2只)、下冲双柱塞缸10(2只)，液压油路控制装置(一)控制箱25、连接体13、锤头14外，还有液压油路的高压蓄能器8A和低压蓄能器9A、跟踪信号(JN2)装置24、锤击下限信号(JN1)装置26、随动电缆(含动力线、控制线)/滑架27、悬座导向轮32(2只)。锤是由连接体13与上面的二根下冲双柱塞缸10和二根上升双柱塞缸11连接再与下面的锤头14连接，三者固结为一整体的总称。三者质量之和即为锤的总质量。移动部分还包括戴在桩22上的桩帽23、桩帽导向轮34(4只)。固定部分是安装在机座38上，主要部件有卷扬液压马达17、桩定位油缸21(2只)、牵引悬座(12)的定滑轮组28(卷扬、配重各2组)、多段组合机架顶置段29、多段组合机架中间段30、悬座升降钢丝绳31、配重钢丝绳33、调斜度撑35(用于打斜桩调斜度角)、配重36、多段组合机架下置段37、液压油路控制装置(二)控制箱39、电控箱41、组合机架支承铰座42(2件)、导轨43。还有支撑机座38的行走机构40。液压油路控制装置部分由控制双柱塞油缸上升双柱塞缸(11)、下冲双柱塞缸(10)的液压油路控制装置(一)和控制定距离跟踪与桩定位油缸(21)的液压油路控制装置(二)两个独立液压系统组成。液压油路控制装置(一)控制箱25置于随动的悬座12上；液压油路控制装置(二)控制箱39置于固定机座38上。两系统均有独立的液压泵站，液压执行元件，液压控制元件及辅助装置。电气控置则采用两系统共用，实现集中控制，电控箱41置于固定的机座38上。两个独立液压系统均设独立的液压泵站。各泵站分别由电动机驱动恒功率变量泵为各自系统提供液压源。随动的悬座12内腔为液压油路控制装置(一)的油箱；固定的机座38内腔为液压油路控制装置(二)的油箱。双柱塞液压锤的核心部件是由下冲双柱塞油缸10与上升双柱塞油缸11共四只双柱塞油缸构成的液压执行元件；其四只柱塞缸的中心均与锤头14的中心一一对称(见图2、图4俯视)。其中下冲双柱塞油缸10共二只，上端柱塞外径为d1，下端柱塞外径为d0，其作用面积为A10＝π(d02-d21)/4，上升双柱塞油缸11(回程)共二只，上端柱塞外径为d0，下端柱塞外径为d，其作用面积为A11＝π(d02-d2)/4；设d0＞d＞d1，且d与d1相差值很小；故A10＞A11。当下冲双柱塞油缸10与上升双柱塞油缸11构成差动回路时(见图5)，其差动面积为ΔA＝A10-A11＝π(d2-d12)/4；显然，ΔA值很小。在下冲双柱塞油缸10压力油作用下，锤将以稍大于一个g(g＝9.8米/秒2)的加速度向下冲击，又由于ΔA的差动面积很小，此时泵供给的流量虽然不大，但锤的冲击末速度却很大，若锤的总质量较大，则冲击的动能非常大。液压桩定位油缸21共两只用于桩定位油缸，其中一只缸活塞稍大作为桩的定位基准。卷扬液压马达17二种用途第一.用于悬座12与桩帽23保持定距离跟踪。在打桩工作循环中，当锤冲击桩帽23时，桩即沉入土层h深，悬座12与桩帽23之间原定距离即相差h值；如果不自动消除这一差值，将给下一轮工作循环给定的冲击行程减小h值，锤头14就无法锤击到桩帽23。本技术采用的跟踪技术，能解决桩沉入土层h深时，实现液压马达顺转，机架座即自动快速下移h值，从而自动消除这一差值，确保机架座与桩帽在自动工作循环中保持定距离。第二，用于快速提升机架座及桩帽到预定高度，为打桩前准备。液压控制元件液压油路控制装置(一)，参见图5电磁溢流阀2A1DT断电，溢流阀开启，来自泵的液压油经该阀直接流回箱；1DT通电时，溢流阀起作用，可实现系统回路的压力调节与元件保护。单向阀3A防止液压油从单向阀右端流向其左端。电磁阀4A为卸荷阀2DT断电，该阀开启，油路接通油箱，释放系统回路中液压油；系统加载2DT通电，该阀关闭，系统处于加载状态。液控单向阀D0、D1，二阀并联，分流通过短路阀6的流量。单向阀D2用于所有电磁阀的电磁铁均断电状态下，上升双柱塞缸11内腔处于密闭状态，锁往锤因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双柱塞液压锤，包括机架座（１２）、上升双柱塞缸（１１）、下冲双柱塞缸（１０），其特征在于有液压油路控制装置（一）的油路分别与上升双柱塞缸（１１）、下冲双柱塞缸（１０）连接，液压油压对下冲双柱塞缸（１０）的柱塞作用面积大于上升双柱塞缸（１１）的柱塞作用面积，上升双柱塞缸（１１）、下冲双柱塞缸（１０）的下部通过连接体（１３）连接锤头（１４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张作武，张宇驰，
申请(专利权)人：张作武，张宇驰，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]