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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：范格平緱百強(qiáng) 郭元科張一萍黨偉文檔來源：陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 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 緱百強(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。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：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，國內(nèi)強(qiáng)夯機(jī)囿于技術(shù)原因，僅通過改造的
方式，強(qiáng)夯能級無法大幅提高。鑒于強(qiáng)夯機(jī)械的現(xiàn)狀，
計劃設(shè)計一種性能優(yōu)良t造價較低、最高強(qiáng)夯夯能可達(dá)
1 8 000 kN·m的高能級新型強(qiáng)夯機(jī)，以滿足強(qiáng)夯市場的需
要，獲得較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，提高市場競爭力。
1 技術(shù)原理
新型強(qiáng)夯機(jī)的設(shè)計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超高能級強(qiáng)夯施
工要求n】。
2 設(shè)計思路
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。
2．2 提升卷揚機(jī)構(gòu)
提高卷揚機(jī)構(gòu)單根鋼絲繩的拉力，減小動滑輪個數(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)動作，
這3套機(jī)構(gòu)的4種動作可實現(xiàn)強(qiáng)夯機(jī)連續(xù)的步履式行走。
2．4 機(jī)身平臺
機(jī)身平臺設(shè)計選用H形大梁，可通過四角支腿油缸隨
地形坡度變化隨時調(diào)節(jié)機(jī)身水平度。
2．5 動力系統(tǒng)
動力系統(tǒng)采用雙動力互換系統(tǒng)，既可采用300 kW發(fā)電
機(jī)組帶動電動機(jī)組驅(qū)動液壓泵提供動力源，也可采用外接
380V電源直接帶動電動機(jī)組驅(qū)動液壓泵。
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、主卷揚提升系統(tǒng)、電機(jī)泵組、
拉升脫鉤組件、人字架豎架裝置等組成。通過電機(jī)泵組提
供液壓動力驅(qū)動主卷揚提升系統(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 緱百強(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)。運行控制有本控和遙控2
種，設(shè)備組裝過程中使用本控技術(shù)，強(qiáng)夯作業(yè)過程中采用
遙控技術(shù)，無需在駕駛室上作業(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)品試驗改進(jìn)
產(chǎn)品的試驗包括出廠后試驗檢測和生產(chǎn)運行中的試驗
2個過程。在進(jìn)行初步的設(shè)備檢測運行后，將產(chǎn)品投入到施
工項目中，經(jīng)受不同地質(zhì)條件、施工條件、環(huán)境條件的試
驗與考驗。各技術(shù)參數(shù)檢測項目分別按無負(fù)載測試、輕負(fù)
載測試、中負(fù)載測試、額定負(fù)載測試4步進(jìn)行，檢測設(shè)備是
否達(dá)到設(shè)計參數(shù)值，設(shè)備的基本運行和各功能是否完好。
針對現(xiàn)場試驗和測試暴露出的不足之處，項目部采取
了以下改進(jìn)措施。
1)行走裝置改進(jìn)措施。由于長船行走油缸活塞桿設(shè)在
工作前方，試驗中飛土、碎石覆蓋長船油缸，易造成油缸
活塞桿損壞。對此，可把左右長船掉頭、互換，并在長船
行走滾輪上設(shè)置推土板，行走過程中自動清理船中積土及
碎石。2個油缸中間設(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)置可以開啟的防護(hù)板，以保護(hù)多路閥
組和電機(jī)；平臺上設(shè)置加油泵，使加注液壓油、柴油時方
便快捷。
3)工作裝置改進(jìn)措施。工作大臂鵝頭加長50 cm，保
證夯錘距離小船5O～60 cm；頭部增加到3個滑輪；加大工
作裝置下部緩沖器，減小大夯能施工時整機(jī)的晃動。
4)卷揚機(jī)構(gòu)改進(jìn)措施。加大變幅卷揚，減少大臂水平
放置起升0?！?5。過程時的異響聲；單碟剎制動改為雙側(cè)
碟剎制動；主卷揚機(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
個油缸兩兩工作時不同步，調(diào)整或更換平衡閥；為保護(hù)環(huán)
境，減少泄油量，4個支腿油缸及斜支撐油缸等油管轉(zhuǎn)場拆
卸改用快速接頭連接，以使拆卸過程方便快捷 。
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和插座，以便接電焊
機(jī)、電動工具等。
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，
密實性差異大。在多雨季節(jié)施工時，夯坑深，易坍塌，提
錘困難，如果采用挖掘機(jī)配合開挖，則將嚴(yán)重影響施工進(jìn)
度。在這種情況下，直立桁架式高能級強(qiáng)夯機(jī)在依靠主卷
揚提錘困難時，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”。施工過程中，履帶式強(qiáng)夯機(jī)接地比壓
大，履帶深陷時施工困難，而直立桁架式高能級強(qiáng)夯機(jī)的
接地比壓小，對地基適應(yīng)能力強(qiáng)。在第1遍點夯(置換強(qiáng)
夯)施工完成后推平，進(jìn)行第2遍點夯作業(yè)時，左右履帶或
左右長船往往沉降不一，繼而導(dǎo)致夯機(jī)傾斜，但直立桁架
式高能級強(qiáng)夯機(jī)可通過4個支腿油缸來調(diào)整機(jī)身保持水平。
5 結(jié)語
1)采用直立式桁架大臂設(shè)計，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，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，可滿足作業(yè)過程中的機(jī)動性
(行走、回轉(zhuǎn))要求，且接地面積大，機(jī)身4個支腿油缸可
根據(jù)地形來調(diào)節(jié)機(jī)身水平，施工作業(yè)的安全可靠性高。
3)采用雙動力、機(jī)電液一體化、微機(jī)控制設(shè)計，實現(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)直立桁架式高能級強(qiáng)夯機(jī)與市場同類型夯機(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，在大能量強(qiáng)夯市場中的應(yīng)用前景非常廣闊。同時在
施工中也存在著一些問題，如施工掉頭轉(zhuǎn)向慢、爬坡能力
差、作業(yè)中夯機(jī)電纜影響施工等問題，這些是后期技術(shù)改
進(jìn)的重點。
參考文獻(xiàn)口
[1】張有春，魯建榮．強(qiáng)夯法在我國的發(fā)展及應(yīng)用U Jl交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013(8)
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