Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技视界 科技・探索・争鸣 振动打桩机液压钳的设计制造 陈荷 （中铁九局集团有限公司广州分公司，广东广州５１００００） 【摘要】本文介绍振动打桩机的液压钳中扁担梁设计、Ｔ型螺栓的选用原则和计算过程，夹头和液压系统的设计过程。 【关键词】打桩机；扁担梁；Ｔ型螺栓；夹头；液压系统 振动打桩机作为桥梁施工中常用机械设备．在桩基施工中具有重 根据工地桩护筒直径不同的现状．液压钳２个夹头总成采用Ｔ型 要的作用 现有武汉桥梁机械厂生产的中一２５０振动打桩机２台，由于 槽螺栓与扁担梁固定。Ｔ型螺栓在Ｔ型槽（Ｔ型槽焊在扁担梁工字钢 购买时未配套液压钳．振动打桩机在打桩前首先得将法兰盘上部与桩 下翼缘中心上）内来回移动，可实现液压夹头与大小不同桩护筒连接。 机下部通过１ｏｏ—Ｍ２７螺栓紧固连接。法兰盘下部与桩基础护筒焊 接．护筒四周焊接均匀牢固后，方可进行振动打桩。 ２ Ｔ型螺栓的选用 中一２５０型打桩技术性能参数：振动力：２９４０ｋＮ，偏心力矩达 振动打桩机自重１３吨，工字钢扁担梁自重为７吨。拟选用每个液 ５３９０００Ｎ．ｃｎ１．特别适合大直径桩基的钢护筒沉桩施工。沉桩时钢护简 压钳夹头由１０个螺栓固定．设每个螺栓受力Ｆ１．Ｆ为振动时振动力 直径可达到２．５～３米左右 但由于振动打桩机为法兰与钢护筒采用焊 ２９４０ｋＮ． 缝连接．焊接量大．每焊接一次需４小时左右，效率极低；且振动力大， ２０Ｆ１＞ｎＧ自重＝（１３＋７）ｘ１０＋２９４０ 当焊接护筒一方未焊接牢固．常出现振裂症状．就会使整个打桩机的 Ｆｌ＞１５７ＫＮ 受力偏移．同时也导致电动机机座出现断裂。严重影响施工进度。 ２ ｌ 为从根本上解决打桩机与钢护筒的连接方式．我们通过以下几个 １６００ｘ７ｒｆ 二１＞１方面设计．达到满足大口径桩基钢护筒沉桩的要求： ／ ５７ ｄ＞３．５ｃｍ １振动打桩机扁担梁的设计 综上选用螺栓直径必须大于３．５ｅｍ。固选用Ｍ３６的Ｔ型螺栓。 我们通过对温福线白马河特大桥现场使用的日本１８０Ｔ振动打桩 根据《机械零件设计手册＞）Ｍ３６的Ｔ型螺栓选用ＧＢ１５８－－５９相应 机研究．结合现状．利用闲置的双联Ｉ５６ａ型工字钢作液压钳与桩锤的 的Ｔ型槽．加工４条Ｔ型槽焊接在两条工字钢下翼缘中心上．Ｔ型槽的 扁担梁 两工字钢中心距５１５ｒａｍ，上翼缘板焊接一块厚３０ｍｍ长宽 加工费用为６００元，条．加工工期３天。 １９００ｘ１５００的钢板．该钢板与桩机下部通过１０ｏ—Ｍ２７螺栓连接。 ３液压钳夹头的设计 选用工字钢的可行性分析： 桩锤自重１３Ｔ．振动力最大２９４０ｋＮ，最大护简直径不超过３．３ｍ。 液压钳夹头是将振动打桩机与钢护筒牢靠的联系在一起的关键 纯弯曲时工字钢梁横截面上的应力： 装置．是传递振动与激振力的环节。 ， 夹头内部装有油缸．杠杆与滑块。在夹头下部形成钳１２１，从而夹紧 ＝ ≤［８１＝１６００ｋｇ／ｃｍ‘方能满足受力要求： 钢护筒 油缸尾端与夹头体铰接，另一端与杠杆铰接。油缸的伸出与回 ：１３７０ｃｍ４ 缩靠两根液压软管由液压箱分别供给高压油．当油缸伸出时推出中间 与夹头体的杠杆．杠杆的另一端则内推嵌有夹振的滑块。在夹头体下 部形成的钳口处夹住桩护筒 ＝ （１３×１０３ｘ１０＋半×孚×１０ ）一 一 １０３９ｋｇ／ｃｍ ３．１液压钳钳齿的选择 Ｉ５６ａ型工钢符合设计抗应力要求，为增强其抗疲劳强度，增强２ 设计过程中按钢护筒所夹持的护筒直径范围为２－３．３米来选择 条工字钢整体稳定性．工字钢腹板两侧均有８１２ｍｍ的钢板连接。 钳齿．目前国内生产振动桩机的厂家是上海金麟机械厂和兰州建筑通 桩机扁担示意图如图１。 用机械厂 一幅钳齿价格分别为３０００和６０００元．在满足夹持力要求 的条件下．我们选择了上海生产的钳齿。 誉 盛 蜃 ！ 醚 船 鼎 器 Ｉ、、、Ｆ ～一… … ’ ／ ／ ＼ ”： １＝＝ ＿＼『 Ｉ ＿７ ｆ ， ： ｃ 图２液压夹头示意图 １ Ｔ型槽连接板；２加强筋板；３．杠杆摇臂；４．活动齿座；５．钳齿；６＿由缸 ： Ｉ ‘ ～ … ‘ ＼ ３．２夹持力的计算 ｃ 。＿ 。＝：Ｊ 一： 一；：Ｌ： ｝ ＼ 根据现场施工需要，钢护筒厚度一般小于２５ｍｍ，我们设计钳齿 开度５０ｍｍ。拟选用公司内部现有闲置旧油缸，油缸内径０＝１８０，活 ０ ｊ Ｉ ８ 塞杆０＝９０，工作压力预设为２０ＭＰａ，油缸预推力： ２ 图１ Ｆ＝ＰＳ＝ 半）×１０－￣ｘ２０×１ ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。ｌ。ｇｙ Ｖｉｓｉ。ｎ科技视界Ｊ ３。５ 科技・探索・争Ｉ毫 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏ ｎ ＝５０８６８ｋｇ ５０．８ｔ 耐压值４８Ｍｐａ，液压系统改造后的原理图如图４： ＝为增加钢护筒的夹持力，钳齿夹紧力通过杠杆传递。杠杆传动比 ２：１，单个液压夹持受力相应为１０１．６ｔ。则活塞行程相应定为ｌＯＯｍｍ， 液压夹头示意图如图２。 ４液压系统的设计 参照兰州建筑机械总厂的振动液压系统原理图．结合中一２５０桩 机技术参数，我们将系统压力调定为２０ＭＰａ，系统由油缸、高压软管、 手动换向阀、安全溢流阀、液压操纵箱、电动机、油箱、单向阀、压力表 开关、压力表、油泵、滤油器等部件组成。液压系统如图３。 图４ １油缸；２．液控单向阀；３．手动换向阀；４．＊－Ａｚ，４１／ｔ￣Ｎ；５．液压操纵箱；６．电动 机；７．油箱；８单向阀；９压力表开关；１０．压力表；１１．油泵；１２．滤油器 ５结束语 通过以上对振动打桩机的设计改造后．两台设备共花费设计制造 的总费用６万元左右．但在长大公司九江项目、佛山平胜桥项目的桩 基沉桩施工中使用方便快捷（只需几分钟就可将桩机和护筒对接）．性 能可靠，为公司创造了很大的经济效益。同时．根据施工生产的具体要 求，改变设备的结构或增加新部件、新装置，以提高机械设备技术性 图３ １油缸；２．高压软管；３．手动换向阀；４．安全溢流阀；５．液压操纵箱；６．电动机； 能，更好地满足施工生产的需要。● 【参考文献】 ［１］王雪飞．液压桩锤打桩机理与控制的研究叨．东北石油大学． ［２］李淑杰＿桩机工程中冲孔桩机的应用及展望叨．科技创新与应用，２０１２，１２． ［３］陈岱杰，陈龙珠，郑建国．高频振动打桩机理的试验研究【Ｊ】．铁道建筑技术 ２００６（０３）． ７抽箱；８．单向阀；９．ＪＳｘ］／表开关；１０，压力表；儿．油泵；Ｉ２撼油器 投入工地使用时，当接头密封有泄露时，夹持力难以维系，则 易造成电机机座废损。经过对兰州产振动打桩机研究．该厂电动机均 设有上、下八根弹簧组成的减振装置．而我公司的中一２５０振动打桩机 电机虽属耐振电机 当工作时爆裂夹紧力自动解除．此时振动打 桩机仍在工作。电机受力失衡，造成电机的损坏，为防止爆裂时油 缸自动回缩，我们在油缸上加装液控单向阀。选用北京华德液压公司 生产的ＳＶ１０ＰＡ１－３０Ｂ型液控单向阀。耐压值３０ＭＰａ．选用高压， ［责任编辑：薛俊歌］ （上接第１４２页）气稳重。侧面线条简洁协调且不能有大的起伏和过 渡，应当以低曲率曲线为主．化繁为简，尽可能少的使用线条 正面前 脸部分要注意大灯、雾灯、进气格栅以及中网四者的比例要协调，与车 身曲线风格保持一致．用两条左右对称的曲线将三者的中心点串联． 形成犄角之势，相互制约，不拥挤也不稀疏。进气格栅在电动轿车上虽 然没有实际功能，但考虑到用户使用心理，建议保留。特斯拉Ｍｏｄｅｌ Ｓ， ＭｏｄｅＩ ｘ和宝马ｉ３．ｉ８都予以了保留 ３．２．２传统物质元素的融人 有了思想元素的架构．接下来就是在与其风格一致的前提下．运 用物质元素丰富细节设计。这个阶段，设计师要充分发挥想象力，将中 国传统文化元素中的经典元素融入到汽车设计中 比如龙的形象可以 被融合到汽车车身设计中，龙爪可以运用到四个轮毂设计中：京剧脸 谱中的纹饰可以被融人到汽车前脸设计中：中国传统木窗格雕饰可以 运用到进气格栅和内饰装饰的设计中．等等 值得注意的是．运用传统物质元素进行细节点缀时．并非简单的 将这些元素贴合在汽车上．注意一定不能与其整体风格冲突 毕竟汽 车是一种现代化程度很高的工业产品．如果强制加入一些不必要或杂 乱无章的元素．最终的效果可能适得其反。纵使有些元素多么的传统． 多么的“国人范”．倘若运用的不得当．不能符合整体协调统一的原则． 还是不用为好。 ４结语 随着中国国际影响力和软实力的提升．许多国际大企业也意识到 中国文化元素在设计界的挖掘潜力 汽车零部件供应商巨头博世联合 东道设计大胆探索，将中国传统文化中的“五行”元素融合现代高科 技，运用到汽车人机交互界面中，给用户以全新的交互体验。这都是积 极的信号，做任何设计，倘若集天时、地利、人和、材美、工巧于一物，自 然不必担心设计之物而非宜 在电动汽车造型设计过程中大胆地对中 国传统元素进行提炼．既是设计对于传统的回归．也是对于现代化设 计的新的延续，更是对于“中国创造”最好的诠释。● 【参考文献】 ［１］胡飞．中国传统设计思维方式探索［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００７：１ ５，１５９－１６４． ［２］翟墨．当代艺术设计艺术的全球文明背景叨．美术观察，２００２，７：７—１Ｉ． ［３］张应杭．中国传统文化概论［Ｍ］．杭州：浙江大学出版社，２００５：１４—１９，１３１—１３４． ［责任编辑：薛俊歌］ 陈岩．美国诗歌研究［ＭＩ．北京大学出版社，２００７． （上接第２０５页）Ｏｎ ａ Ｓｎｏｗｙ Ｅｖｅｎｉｎｇ”）是其中两个最好的例子。罗伯 ［１］李正栓，Ａ Ｓｙｍｂｏｌｉｃ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｒｏｂｅｒｔ Ｆｒｏｓｔ’ｓ“Ｔｈｅ Ｒｏａｄ ｎｏｔ Ｔａｋｅｎ”ａｎｄ“Ｓｔｏｐ－ 特．弗罗斯特在他的诗歌中通过隐喻阐述了表面看起来简单而实际 ［２］许楚娟．ｎｇ ｂｙ Ｗｏｏｄｓ ｏｎ ａ Ｓｎｏｗｙ Ｅｖｅｎｉｎｇ”［Ｊ１．科技信息：科学研究，２００８． 非常深刻的问题。他是诗歌创作历史中运用隐喻非常成功的一位诗 ｐｉ人。ｅ 【参考文献】 ［３］赵彤．论罗伯特・弗罗斯特诗歌特点【Ｊ］．山东外语教学，２０１０． ［责任编辑：丁艳］ ３。６ ｌ科技视界ｓｃｉｅｎｃｅ＆ ｒｅｃｈｎ。 。ｇｙ Ｖｉｓｉ。ｎ
