[发明专利]导杆式柴油打桩机耐磨缸锤及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工桩工机械技术领域，尤其涉及导杆式柴油打桩锤，具体地说是导杆式柴油打桩机缸锤结构的改进。本发明还涉及该缸锤的加工方法。

背景技术

在建筑施工的桩工机械中，导杆式柴油打桩机以其构造简单、冲击能量大，操作维修方便且冷起动性能优的特点，广泛适用于木桩、金属桩、混凝土预制桩及灌注桩等桩型施工，是水利工程、工业民用建筑、桥梁、筑路及堤堰修建等桩基工程施工的理想设备。

目前导杆式柴油打桩机的基本构造主要是在其活塞体上固定连接有两根相互竖直平行的缸锤导杆，打桩缸锤可沿导杆上、下滑动弹跳；在导杆顶端固定连接有顶横梁。柴油打桩锤工作时，松开锤钩，缸锤自由下落，缸锤的势能通过活塞传递到桩上，即打桩。当缸锤降到套住活塞位置时，活塞及活塞环便将缸锤的气缸腔封闭，这时活塞和气缸腔间的空气便受到压缩，使其压力和温度开始升高，当压缩到一定程度时，柴油经油嘴呈雾化状喷入燃烧室内，雾化燃料喷入后立即被点燃爆炸，爆炸所产生的爆发力通过活塞、基座传至桩上，使桩下沉；同时该爆发力也作用于缸锤上，使缸锤沿导杆向上跳起，进入下一工作循环。

因此，导杆式柴油打桩机的缸锤是其冲击打桩的重要部件，其打桩效率的高低，冲击能量的大小，在很大程度上取决于缸锤和活塞间的气密性以及与之直接关联的缸锤有效弹跳冲程。然而，由于导杆式柴油打桩机属于粗犷型的野外作业机械，冲击能量大，工作振动严重，人们往往忽视缸锤气缸腔壁的磨损量对打击效率的影响，而是注重于缸锤是否能够连续地弹跳；加之缸锤体的外形尺寸和体积均较大，质量又高达500KG-1500KG，不便于对其气缸腔的腔壁进行硬化热处理，或者需要很高的处理成本。因而，业界普遍认为缸锤气缸腔壁没有必要甚至是无需进行硬化热处理。然而这种冲击振动量大而又未经表面处理的缸锤气缸腔，极易与活塞及活塞环产生严重磨损，虽然这种磨损量相对缸锤尺寸的比值较小，但磨损量绝对值却很大，导致活塞及活塞环与气缸腔的磨损间隙增大，使得缸锤套及活塞的有效压缩行程大幅度减少，难以在瞬间形成较高的油气压缩力和压缩温度，缸锤压缩腔内的燃料不能完全燃烧，出现极浓的燃烟，既污染环境，又浪费燃油资源。气缸腔间隙的增大，还会使缸锤的有效弹跳变低，打击无力，打击效率下降，直至无法正常工作，直接影响缸锤的使用寿命。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种柴油打桩机耐磨缸锤，它不仅具有较高的缸锤气缸腔壁表面硬度和耐磨性，而且打击效率高，使用寿命长。此外，本发明另一个要解决的技术问题是还要提供一种制造该柴油打桩机耐磨缸锤的加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段是，该导杆式柴油打桩机耐磨缸锤，包括缸锤体和气缸腔，该气缸腔设置于缸锤体上，所述气缸腔的腔壁上设置有淬硬层，该淬硬层宽度L与气缸腔孔深H之比L/H＝0.8-1.0。

采用上述结构后，由于在气缸腔的腔壁上设有淬硬层，使得气缸腔的腔壁具有极高的表面硬度和耐磨性，减缓了活塞及活塞环与气缸腔壁的磨损速度，不仅提高了柴油打桩锤的打击效率，延长打桩锤的使用寿命，而且保证了燃料的充分燃烧，有利于燃油的节省，减少对施工环境的污染。又由于该耐磨缸锤淬硬层宽度与气缸腔孔深比L/H＝0.8-1.0，这样既提高了淬硬层的有效利用率，合理了缸锤气缸腔表面层的结构，又便于淬硬层的处理加工，降低淬硬层的制作成本，提高了柴油打桩锤缸锤的综合效益。上述缸锤结构的采用，改变了人们长期以来对柴油打桩锤这种粗犷型作业机械缸锤气缸腔无需进行表面处理的传统认识，使缸锤的使用寿命延长1-2倍，具有十分显著的使用效果。

为了在缸锤气缸腔腔壁上获得淬硬层，本发明的加工方法，至少包括下列步骤：

a、铸造成型：铸造出带有气缸腔毛孔的缸锤成型毛坯；

b、加工气缸腔腔孔：以车削或/和镗削的加工方法加工缸锤成型毛坯上的气缸腔腔孔；

c、磨削气缸腔腔壁：对气缸腔腔壁进行磨削加工；

d、气缸腔腔壁表面淬火。

该加工方法工艺合理简捷，并能在气缸腔腔壁表面获得高硬度、高耐磨性的表面淬硬层。