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直立桁架式電液步履強夯機的研發及應用

文檔作者：范格平緱百強郭元科張一萍黨偉文檔來源：陜西建工機械施工集團有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年09月08日
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直立桁架式電液步履強夯機的研發及應用
范格平 緱百強 郭元科張一萍 黨偉
陜西建工機械施工集團有限公司 西安 710043
摘要：在地基強夯施工中，現有強夯機已不能滿足大能量強夯施工的要求。結合應用實際。研發出一種新型直立桁架
式電液步履強夯機，滿足了18 000 kN·m超高夯能級強夯施工的要求。介紹了該新型強夯機的技術原理、設計思路及
改進措施。經工程應用。效果良好，在保證施工安全的同時。提高了設備的夯能質量比，降低了設備及輔助成本。
關奠詞：地基加固；大能量強夯；新型直立桁架式電液步履強夯機；改進措施；施工安全
中田分類號：TU66 2 文獻標志碼：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，國內強夯機囿于技術原因，僅通過改造的
方式，強夯能級無法大幅提高。鑒于強夯機械的現狀，
計劃設計一種性能優良t造價較低、最高強夯夯能可達
1 8 000 kN·m的高能級新型強夯機，以滿足強夯市場的需
要，獲得較好的社會和經濟效益，提高市場競爭力。
1 技術原理
新型強夯機的設計靈感源于步履式壓樁機、履帶式起
重機、塔式起重機、泵送混凝土遙控器。根據強夯的作業
環境和作業特性，利用上述4種機械的的組合，研發一種新
型直立桁架式電液步履強夯機(圖1、圖2)，以改善機械
性能，降低制造成本，并滿足18 000 kN·m超高能級強夯施
工要求n】。
2 設計思路
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、
落錘與機械本身工作半徑的問題；在主桁架與機身后架
間增設斜支撐，并在主桁架與機身間安裝阻尼油缸緩沖機
構，抵御落錘瞬間產生的巨大晃動。
2．2 提升卷揚機構
提高卷揚機構單根鋼絲繩的拉力，減小動滑輪個數，
以獲得較快的提升速度。
2．3 行走機構
步履式行走機構由縱移機構、橫移回轉機構、升降機
圖1 正立面 圖2 側立面
構組成，可完成強夯機的縱移、橫移、升降及回轉動作，
這3套機構的4種動作可實現強夯機連續的步履式行走。
2．4 機身平臺
機身平臺設計選用H形大梁，可通過四角支腿油缸隨
地形坡度變化隨時調節機身水平度。
2．5 動力系統
動力系統采用雙動力互換系統，既可采用300 kW發電
機組帶動電動機組驅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組驅動液壓泵。
2．6 工作執行機構
工作執行機構由夯錘組件、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、電機泵組、
拉升脫鉤組件、人字架豎架裝置等組成。通過電機泵組提
供液壓動力驅動主卷揚提升系統，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行夯擊工作。
2016·4 ．BuldIng Conslructi。n囝
范格平 緱百強 郭元科 張一萍 黨 偉：直立桁架式電液步履強夯機的研發及應用
2．7 控制系統
控制系統整機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。運行控制有本控和遙控2
種，設備組裝過程中使用本控技術，強夯作業過程中采用
遙控技術，無需在駕駛室上作業，大大改善了作業環境。
3 產品試驗及改進
3．1 性能指標
直立桁架式電液步履強夯機的長X寬X高為
13 000 mm x 8 900 mm×39 000 mm，其總機質量為210 t，
最大夯能量為18 800 kN·m。
3．2 產品試驗改進
產品的試驗包括出廠后試驗檢測和生產運行中的試驗
2個過程。在進行初步的設備檢測運行后，將產品投入到施
工項目中，經受不同地質條件、施工條件、環境條件的試
驗與考驗。各技術參數檢測項目分別按無負載測試、輕負
載測試、中負載測試、額定負載測試4步進行，檢測設備是
否達到設計參數值，設備的基本運行和各功能是否完好。
針對現場試驗和測試暴露出的不足之處，項目部采取
了以下改進措施。
1)行走裝置改進措施。由于長船行走油缸活塞桿設在
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個油缸中間設置防土罩，前方短船與上盤之間設置
擋土板。
2)機身平臺改進措施。機身調平支腿油缸設置保護
罩；在龍門架上部設置可以開啟的防護板，以保護多路閥
組和電機；平臺上設置加油泵，使加注液壓油、柴油時方
便快捷。
3)工作裝置改進措施。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的晃動。
4)卷揚機構改進措施。加大變幅卷揚，減少大臂水平
放置起升0。～45。過程時的異響聲；單碟剎制動改為雙側
碟剎制動；主卷揚機前(總配電箱一側)設防油濺裝置。
5)液壓控制系統改進措施。前方右邊油缸與其他3
個油缸兩兩工作時不同步，調整或更換平衡閥；為保護環
境，減少泄油量，4個支腿油缸及斜支撐油缸等油管轉場拆
卸改用快速接頭連接，以使拆卸過程方便快捷 。
6)機電控制系統改進措施。主電控箱下增設減振裝
置；總配電箱設置維修照明用的空開和插座，以便接電焊
機、電動工具等。
7)輔助裝置改進措施。設置鳴笛器，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 工程應用
直立桁架式高能級強夯機適用于夯能1 8 000 kN·m以下
的強夯施工中，并成功應用于重慶市某公司地基強夯工程
和云南省某公司地基強夯工程中，最大夯能12 000 kN·m。
4．1 重慶某公司地基強夯工程
工程原地貌為耕地、魚塘、深回填土，結構松散，
密實性差異大。在多雨季節施工時，夯坑深，易坍塌，提
錘困難，如果采用挖掘機配合開挖，則將嚴重影響施工進
度。在這種情況下，直立桁架式高能級強夯機在依靠主卷
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 云南某公司地基強夯工程
工程地質為黑色泥碳層，厚度較深，可塑性強，易
形成“彈簧地基”。施工過程中，履帶式強夯機接地比壓
大，履帶深陷時施工困難，而直立桁架式高能級強夯機的
接地比壓小，對地基適應能力強。在第1遍點夯(置換強
夯)施工完成后推平，進行第2遍點夯作業時，左右履帶或
左右長船往往沉降不一，繼而導致夯機傾斜，但直立桁架
式高能級強夯機可通過4個支腿油缸來調整機身保持水平。
5 結語
1)采用直立式桁架大臂設計，外加大臂根部設置緩沖
油缸，同油缸斜支撐配合，在強夯施工中大大減小了落錘
瞬間產生的晃動，保證了施工安全，故障率低，提高了設
備的夯能質量比，降低了設備及輔助成本。
2)采用步履式底盤設計，可滿足作業過程中的機動性
(行走、回轉)要求，且接地面積大，機身4個支腿油缸可
根據地形來調節機身水平，施工作業的安全可靠性高。
3)采用雙動力、機電液一體化、微機控制設計，實現
了近距離遙控操作，改善了人機作業環境，不僅降低了施
工成本，而且節能環保。
4)直立桁架式高能級強夯機與市場同類型夯機相比，
其具有施工安全、使用方便、生產成本低、生產效率高等
優點，在大能量強夯市場中的應用前景非常廣闊。同時在
施工中也存在著一些問題，如施工掉頭轉向慢、爬坡能力
差、作業中夯機電纜影響施工等問題，這些是后期技術改
進的重點。
參考文獻口
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[2] 王錫良，水偉厚，昊延煒．強務機的發展與應用現狀U】．工程機械
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