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直立桁架式電液步履強(qiáng)夯機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用

文檔作者：范格平緱百?gòu)?qiáng) 郭元科張一萍黨偉文檔來(lái)源：陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月08日
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直立桁架式電液步履強(qiáng)夯機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用
范格平 緱百?gòu)?qiáng) 郭元科張一萍 黨偉
陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 西安 710043
摘要：在地基強(qiáng)夯施工中，現(xiàn)有強(qiáng)夯機(jī)已不能滿足大能量強(qiáng)夯施工的要求。結(jié)合應(yīng)用實(shí)際。研發(fā)出一種新型直立桁架
式電液步履強(qiáng)夯機(jī)，滿足了18 000 kN·m超高夯能級(jí)強(qiáng)夯施工的要求。介紹了該新型強(qiáng)夯機(jī)的技術(shù)原理、設(shè)計(jì)思路及
改進(jìn)措施。經(jīng)工程應(yīng)用。效果良好，在保證施工安全的同時(shí)。提高了設(shè)備的夯能質(zhì)量比，降低了設(shè)備及輔助成本。
關(guān)奠詞：地基加固；大能量強(qiáng)夯；新型直立桁架式電液步履強(qiáng)夯機(jī)；改進(jìn)措施；施工安全
中田分類號(hào)：TU66 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10．14144／j．cnki．jzsg．2016．04．035
Development and Application of Upright Truss and Foot Step Type
Electro-Hydraulic Dynamic Compaction Machine
FAN Geping GOU Baiqiang GUO Yuanke ZHANG Yiping DANG Wei
SCEGC M echanized Construction Group Company Ltd． Xi an 710043
目前，國(guó)內(nèi)強(qiáng)夯機(jī)囿于技術(shù)原因，僅通過(guò)改造的
方式，強(qiáng)夯能級(jí)無(wú)法大幅提高。鑒于強(qiáng)夯機(jī)械的現(xiàn)狀，
計(jì)劃設(shè)計(jì)一種性能優(yōu)良t造價(jià)較低、最高強(qiáng)夯夯能可達(dá)
1 8 000 kN·m的高能級(jí)新型強(qiáng)夯機(jī)，以滿足強(qiáng)夯市場(chǎng)的需
要，獲得較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
1 技術(shù)原理
新型強(qiáng)夯機(jī)的設(shè)計(jì)靈感源于步履式壓樁機(jī)、履帶式起
重機(jī)、塔式起重機(jī)、泵送混凝土遙控器。根據(jù)強(qiáng)夯的作業(yè)
環(huán)境和作業(yè)特性，利用上述4種機(jī)械的的組合，研發(fā)一種新
型直立桁架式電液步履強(qiáng)夯機(jī)(圖1、圖2)，以改善機(jī)械
性能，降低制造成本，并滿足18 000 kN·m超高能級(jí)強(qiáng)夯施
工要求n】。
2 設(shè)計(jì)思路
2．1工作主桁架裝置
在90o直立式主桁架大臂頂端安裝鵝頭，解決起錘、
落錘與機(jī)械本身工作半徑的問(wèn)題；在主桁架與機(jī)身后架
間增設(shè)斜支撐，并在主桁架與機(jī)身間安裝阻尼油缸緩沖機(jī)
構(gòu)，抵御落錘瞬間產(chǎn)生的巨大晃動(dòng)。
2．2 提升卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)
提高卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)單根鋼絲繩的拉力，減小動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)，
以獲得較快的提升速度。
2．3 行走機(jī)構(gòu)
步履式行走機(jī)構(gòu)由縱移機(jī)構(gòu)、橫移回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)
圖1 正立面 圖2 側(cè)立面
構(gòu)組成，可完成強(qiáng)夯機(jī)的縱移、橫移、升降及回轉(zhuǎn)動(dòng)作，
這3套機(jī)構(gòu)的4種動(dòng)作可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)夯機(jī)連續(xù)的步履式行走。
2．4 機(jī)身平臺(tái)
機(jī)身平臺(tái)設(shè)計(jì)選用H形大梁，可通過(guò)四角支腿油缸隨
地形坡度變化隨時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)身水平度。
2．5 動(dòng)力系統(tǒng)
動(dòng)力系統(tǒng)采用雙動(dòng)力互換系統(tǒng)，既可采用300 kW發(fā)電
機(jī)組帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)組驅(qū)動(dòng)液壓泵提供動(dòng)力源，也可采用外接
380V電源直接帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)組驅(qū)動(dòng)液壓泵。
2．6 工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)
工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)由夯錘組件、桁架總成、緩沖油缸、斜
支撐組件、斜撐懸臂組件、主卷?yè)P(yáng)提升系統(tǒng)、電機(jī)泵組、
拉升脫鉤組件、人字架豎架裝置等組成。通過(guò)電機(jī)泵組提
供液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主卷?yè)P(yáng)提升系統(tǒng)，基于桁架總成、緩沖油
缸、斜支撐組件、斜撐懸臂組件的支點(diǎn)與支撐功能，提升
由夯鉤組件和夯錘組件組成的工作元件組執(zhí)行夯擊工作。
2016·4 ．BuldIng Conslructi。n囝
范格平 緱百?gòu)?qiáng) 郭元科 張一萍 黨 偉：直立桁架式電液步履強(qiáng)夯機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用
2．7 控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)整機(jī)采用電控和微電腦控制，采用電液一體
化控制加近距離遙控操作技術(shù)。運(yùn)行控制有本控和遙控2
種，設(shè)備組裝過(guò)程中使用本控技術(shù)，強(qiáng)夯作業(yè)過(guò)程中采用
遙控技術(shù)，無(wú)需在駕駛室上作業(yè)，大大改善了作業(yè)環(huán)境。
3 產(chǎn)品試驗(yàn)及改進(jìn)
3．1 性能指標(biāo)
直立桁架式電液步履強(qiáng)夯機(jī)的長(zhǎng)X寬X高為
13 000 mm x 8 900 mm×39 000 mm，其總機(jī)質(zhì)量為210 t，
最大夯能量為18 800 kN·m。
3．2 產(chǎn)品試驗(yàn)改進(jìn)
產(chǎn)品的試驗(yàn)包括出廠后試驗(yàn)檢測(cè)和生產(chǎn)運(yùn)行中的試驗(yàn)
2個(gè)過(guò)程。在進(jìn)行初步的設(shè)備檢測(cè)運(yùn)行后，將產(chǎn)品投入到施
工項(xiàng)目中，經(jīng)受不同地質(zhì)條件、施工條件、環(huán)境條件的試
驗(yàn)與考驗(yàn)。各技術(shù)參數(shù)檢測(cè)項(xiàng)目分別按無(wú)負(fù)載測(cè)試、輕負(fù)
載測(cè)試、中負(fù)載測(cè)試、額定負(fù)載測(cè)試4步進(jìn)行，檢測(cè)設(shè)備是
否達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)值，設(shè)備的基本運(yùn)行和各功能是否完好。
針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和測(cè)試暴露出的不足之處，項(xiàng)目部采取
了以下改進(jìn)措施。
1)行走裝置改進(jìn)措施。由于長(zhǎng)船行走油缸活塞桿設(shè)在
工作前方，試驗(yàn)中飛土、碎石覆蓋長(zhǎng)船油缸，易造成油缸
活塞桿損壞。對(duì)此，可把左右長(zhǎng)船掉頭、互換，并在長(zhǎng)船
行走滾輪上設(shè)置推土板，行走過(guò)程中自動(dòng)清理船中積土及
碎石。2個(gè)油缸中間設(shè)置防土罩，前方短船與上盤之間設(shè)置
擋土板。
2)機(jī)身平臺(tái)改進(jìn)措施。機(jī)身調(diào)平支腿油缸設(shè)置保護(hù)
罩；在龍門架上部設(shè)置可以開(kāi)啟的防護(hù)板，以保護(hù)多路閥
組和電機(jī)；平臺(tái)上設(shè)置加油泵，使加注液壓油、柴油時(shí)方
便快捷。
3)工作裝置改進(jìn)措施。工作大臂鵝頭加長(zhǎng)50 cm，保
證夯錘距離小船5O～60 cm；頭部增加到3個(gè)滑輪；加大工
作裝置下部緩沖器，減小大夯能施工時(shí)整機(jī)的晃動(dòng)。
4)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)改進(jìn)措施。加大變幅卷?yè)P(yáng)，減少大臂水平
放置起升0。～45。過(guò)程時(shí)的異響聲；單碟剎制動(dòng)改為雙側(cè)
碟剎制動(dòng)；主卷?yè)P(yáng)機(jī)前(總配電箱一側(cè))設(shè)防油濺裝置。
5)液壓控制系統(tǒng)改進(jìn)措施。前方右邊油缸與其他3
個(gè)油缸兩兩工作時(shí)不同步，調(diào)整或更換平衡閥；為保護(hù)環(huán)
境，減少泄油量，4個(gè)支腿油缸及斜支撐油缸等油管轉(zhuǎn)場(chǎng)拆
卸改用快速接頭連接，以使拆卸過(guò)程方便快捷 。
6)機(jī)電控制系統(tǒng)改進(jìn)措施。主電控箱下增設(shè)減振裝
置；總配電箱設(shè)置維修照明用的空開(kāi)和插座，以便接電焊
機(jī)、電動(dòng)工具等。
7)輔助裝置改進(jìn)措施。設(shè)置鳴笛器，在提錘前及行走
時(shí)起提醒、警示作用，且鳴笛可用遙控控制。
固建筑施工 8卷 期
4 工程應(yīng)用
直立桁架式高能級(jí)強(qiáng)夯機(jī)適用于夯能1 8 000 kN·m以下
的強(qiáng)夯施工中，并成功應(yīng)用于重慶市某公司地基強(qiáng)夯工程
和云南省某公司地基強(qiáng)夯工程中，最大夯能12 000 kN·m。
4．1 重慶某公司地基強(qiáng)夯工程
工程原地貌為耕地、魚塘、深回填土，結(jié)構(gòu)松散，
密實(shí)性差異大。在多雨季節(jié)施工時(shí)，夯坑深，易坍塌，提
錘困難，如果采用挖掘機(jī)配合開(kāi)挖，則將嚴(yán)重影響施工進(jìn)
度。在這種情況下，直立桁架式高能級(jí)強(qiáng)夯機(jī)在依靠主卷
揚(yáng)提錘困難時(shí)，可借助前支腿油缸慢慢頂升提錘，從而大
大提高了施工速度。
4．2 云南某公司地基強(qiáng)夯工程
工程地質(zhì)為黑色泥碳層，厚度較深，可塑性強(qiáng)，易
形成“彈簧地基”。施工過(guò)程中，履帶式強(qiáng)夯機(jī)接地比壓
大，履帶深陷時(shí)施工困難，而直立桁架式高能級(jí)強(qiáng)夯機(jī)的
接地比壓小，對(duì)地基適應(yīng)能力強(qiáng)。在第1遍點(diǎn)夯(置換強(qiáng)
夯)施工完成后推平，進(jìn)行第2遍點(diǎn)夯作業(yè)時(shí)，左右履帶或
左右長(zhǎng)船往往沉降不一，繼而導(dǎo)致夯機(jī)傾斜，但直立桁架
式高能級(jí)強(qiáng)夯機(jī)可通過(guò)4個(gè)支腿油缸來(lái)調(diào)整機(jī)身保持水平。
5 結(jié)語(yǔ)
1)采用直立式桁架大臂設(shè)計(jì)，外加大臂根部設(shè)置緩沖
油缸，同油缸斜支撐配合，在強(qiáng)夯施工中大大減小了落錘
瞬間產(chǎn)生的晃動(dòng)，保證了施工安全，故障率低，提高了設(shè)
備的夯能質(zhì)量比，降低了設(shè)備及輔助成本。
2)采用步履式底盤設(shè)計(jì)，可滿足作業(yè)過(guò)程中的機(jī)動(dòng)性
(行走、回轉(zhuǎn))要求，且接地面積大，機(jī)身4個(gè)支腿油缸可
根據(jù)地形來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)身水平，施工作業(yè)的安全可靠性高。
3)采用雙動(dòng)力、機(jī)電液一體化、微機(jī)控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)
了近距離遙控操作，改善了人機(jī)作業(yè)環(huán)境，不僅降低了施
工成本，而且節(jié)能環(huán)保。
4)直立桁架式高能級(jí)強(qiáng)夯機(jī)與市場(chǎng)同類型夯機(jī)相比，
其具有施工安全、使用方便、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高等
優(yōu)點(diǎn)，在大能量強(qiáng)夯市場(chǎng)中的應(yīng)用前景非常廣闊。同時(shí)在
施工中也存在著一些問(wèn)題，如施工掉頭轉(zhuǎn)向慢、爬坡能力
差、作業(yè)中夯機(jī)電纜影響施工等問(wèn)題，這些是后期技術(shù)改
進(jìn)的重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)口
[1】張有春，魯建榮．強(qiáng)夯法在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用U Jl交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013(8)
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[2] 王錫良，水偉厚，昊延煒．強(qiáng)務(wù)機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀U】．工程機(jī)械
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