液压式振动桩锤发展现状及选型应用

液压式振动桩锤发展现状及选型应用

液压式振动桩锤发展现状及选型应用

徐州工程机械研究所张忠海

内窖提要:本文介绍了液压式振动桩锤的发展现状,构造特点,主要性能因素.培出了使用液压式振动枉锤的选型依

据,为国内研究和应用提供一十思路.

关t词液压式振动桩锤动力站

1液压式振动桩锤的发展现状

液压式振动桩锤是一种广泛用于城市建设,桥

梁,港口等各种基础施工工程的沉拔桩施工机械.它

一

般与起重机,桩架配套使用,适用于各类钢板桩和

钢管桩的沉拔作业,亦可用于混凝土灌注桩,石灰桩,

砂桩等多种类型的地基处理作业.按其工作原理分,

液压式振动桩锤有偏心块式和滑阀式两种;按频率

分,有中频,高频和超高频三种系列;按振幅可调性

分,有无级可调,有级可调和不可调.自70年代中期,

美国MKT公司首次在世界上研制成功第一台液压式

振动桩锤以来,该机种因具有贯人力强,噪音低,沉桩

质量好,振动污染小,使用方便,亦可水下作业等优

点,因而受到建筑界的重视,并得以迅速发展,西方发

达国家已普遍推广使用液压式振动桩锤.

目前,国外该类产品技术已趋成熟,生产厂家多

为大型专业公司,如德国的MGF,KRUPP,PVE,

MENCK公司,美国的MKT,ICE公司,日本的日平公

司等.产品种类也较齐全,如美国ICE公司有中频系

列4种,高频系列8种,高频无级调幅系列7种,功率

在154—656kW之间,激振力在213～1800kN.MGF

公司有中,高频两大系列18种型号,功率在88

746kW之间,激振力在294—7040kN.KRUPP公司有中频系列4种,高频有级调幅系列8种,高频无级调

幅系列14种,功率在165～1119kW之间,激振力在

4OO～4000kN.荷兰Hear公司液压式振动桩锤的激振力25～2400kN,频率25～50Hz.意大利SOLLMEC公司生产的系列液压式振动桩锤激振力573～900kN.

从国外生产使用情况来看,液压式振动桩锤已广泛用于基础施工中,而国内尚未形成正式产品.目前使用

较多的仍是电动锤,但电动锤存在着配套件使用寿命不高,耐振电机质量差,调频调幅困难,振动和噪声污

染大,受施工现场电力的限制等缺点,液压式振动桩

锤则克服了电动锤的不足,且具有以下优点:

(1)采用液压变量系统可实现无级调频,以便适

应于不同的土壤,调频十分方便.

(2)采用封闭式钢结构,可以适于水下作业.

(3)采用单独动力站,可向大功率方向发展.

(4)采用高频振动,振动污染小,噪音低.

(5)可方便更换多种液压夹桩器.

(6)可实现机电一体化控制,智能化作业,达到更

高效的使用.

下面是KRUPP公司的几种产品型号

型号MS—IOHFMS一16盯MS一24HFMS一32HF 2结构特点

液压式振动桩锤主要型式是偏心块式,它是由动

力站,振动锤组成,两者之问通过高压软管相连.如图

1所示.

图1

动力站是由发动机,主副油泵,机罩,控制系统等

组成,主泵主要为振动锤上马达提供动力,副泵一般用于夹桩器夹紧,动力站出油口配有快速接头,以便建设机械技术与管理20.1137

液压软管的拆装,控制系统配有直接控制和有线远程控制.一般可控制动力站主油泵的排量以实现变频的目的.

振动锤主要包括振动器,悬挂,夹桩器等.振动器

是振动锤的关键部件,它是由液压马达驱动,通过齿轮传动,带动成对偏心块旋转,从而产生激振力.偏心块安装在齿轮轴上,齿轮和轴承一般采用油浴润滑方式,频率较高时则采用循环油压力润滑.振动器的上部连接体为弹性悬挂,多为橡胶弹簧减振,可有效地减少振动器传递给起重机或桩架的振动,且噪音较小.振动器的下部连接体为夹桩器,根据桩的不同类型,可配置单夹头,双夹头,多夹头夹桩器等.

3主要性能因素

3.1发动机输出功率P(kW)

输出功率取决于振动器上液压马达的需求,振动

器所产生的激振力应足以克服土壤的阻力,一般每lOkN激振力需1～2kW.

3.2偏心矩M(kgm)

M=G?r(3一1)

G——偏心块重量

r—偏心块重心至旋转中心距离.

3.3振动转速n(rpm)

即每分钟振动次数,一般可无级调节

3.4激振力F(kN)

F=M?nx1.1x10一(3--2)