一种镶嵌式液压打桩锤锤芯的制作方法

本发明涉及液压打桩锤，尤其涉及一种镶嵌式液压打桩锤锤芯。

背景技术：

1、当前，海上风电、桥梁桥墩、码头建设过程中，需要将钢桩利用锤击原理击打沉入海床下层并固定牢靠，确保形成的基础安全、可靠、耐久。

2、使用液压打桩锤相比传统打桩锤具有节能环保、打击能量大、安全可靠等优点。锤芯是液压打桩锤输出打击能量的最核心零件，当液压打桩锤工作时，锤芯在液压缸的作用下被提升至设定高度后下落，锤芯下落时受到下压力和自身重力的双重作用，向下加速度是重力加速度的1.5-2倍，满足了大能量输出的功能。

3、现有技术中，大型液压打桩锤的锤芯有两种结构，一种是整体式锻造锤芯，一种是分体式锤芯。整体式锤芯为整体锻造而成，其具有良好的刚度和韧性，可以有效输出能量，且不容易出现质量问题，但随着输出能量需求的增加，锤芯重量也不需要不断增大，当锤芯重量达到200吨以上后，锤芯的质量将受到钢水冶炼能力、锻造能力、热处理能力的水平而受到影响，导致整体式锤芯的锻造成品率偏低，成本也相应增加，因此迫切需要有一种新结构来弥补整体式锻造的不足。分体式锤芯是由锤芯和连杆组成，连杆上部作为油缸的活塞、下部连接锤芯，其起到提升锤芯和加速锤芯运动的作用，锤芯则起到输出能量的作用，分体式锤芯同样也面临输出能量越大时，锤芯越来越重而带来的质量和性能问题，尤其是连杆与锤芯连接部位，是该结构锤芯极易损坏的环节。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，有效解决现有大型液压打桩锤的锤芯锻造难度大、热处理困难和加工周期长的问题，当锤芯重量超过200吨时，仍能保证大型液压打桩锤安全可靠使用。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，包括锤芯轴、活塞组件和配重，所述锤芯轴包括自上而下设置的活塞段、配重段和锤击段三段，所述配重镶嵌在配重段外层，所述活塞组件设于活塞段顶部，所述锤击段底端设有锤头。

3、优选的，所述配重通过过盈配合的安装方式镶嵌在配重段外层。

4、优选的，所述配重段和配重均自上而下分为多段，所述配重段和配重的各段配合设置，所述配重段自上而下直径逐渐增大，所述配重自上而下直径逐渐缩小，所述配重段的各段上均设有卡槽，所述卡槽上安装有对各段配重限位的限位环。

5、优选的，所述配重段的各段上的卡槽上设有对各段配重限位的限位槽。

6、优选的，所述活塞段上设有用于活塞组件定位与安装的限位环安装槽和活塞环安装槽。

7、优选的，所述活塞组件与打桩锤的液压缸之间为密封滑动配合设置。

8、优选的，所述活塞段、锤击段与打桩锤的机架通过直线轴承滑动连接。

9、优选的，所述锤芯轴、活塞组件和配重为共轴线结构。

10、优选的，所述活塞段、配重段和锤击段三段为共轴线的整体式结构。

11、优选的，所述活塞段、配重段和锤击段三段整体均呈圆柱形。

12、本发明的有益效果是：

13、1、本发明的锤芯轴和配重是利用过盈配合连接的镶嵌式结构，相较于整体式结构，单一锻件的重量大幅降低，有利于锻件的生产制造和机械性能保证。

14、2、锤芯轴和配重可以采用不同的材料和工艺过程，锤芯轴采用击打性能优的材料，而配重可采用塑性优的材料，不同材料采用更为合理的热处理工艺，即提高了各部分的机械性能和功能性，还降低了制造成本。

15、3、镶嵌式结构解决了整体式锤芯由于各段直径变化大而难以保证各截面功能性的问题，同时也降低了一次冶炼钢水使用量、锻造毛净比和加工量，而且还更好地保证了锤芯轴的加工精度。

16、4、由于镶嵌式结构中锤芯轴上部为活塞组件、下部为锤芯部，核心部位仍是一体，因此也解决了分体式锤芯活塞杆与锤芯连接的问题。

17、5、锤芯轴和配重利用过盈配合，存在过盈失效，造成配重脱落的风险，各配重段增加限位环，可利用机械结构进行轴向限位，增加冗余设计，避免配重脱落。

18、6、液压打桩锤锤芯击打过程中，锤芯轴受力巨大，对锤芯轴内部结构会产生巨大应力冲击，此轴向限位结构，无任何螺栓连接，无焊接连接结构，避免了螺栓断裂，焊缝开缝的风险，提高系统安全稳定性。

19、7、配重段的限位结构，利用加热膨胀安装到位，与锤芯轴过盈连接，可承受配重过盈失效后脱落而造成的较大轴向冲击力，另外，卡槽上部台阶也可承受轴向冲击力，因此，此结构对配重过盈脱落具有多重保护作用。另外，卡槽设有限位槽，可避免限位环过盈失效后环向转动造成脱落的风险。

技术特征：

1.一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：包括锤芯轴（1）、活塞组件（2）和配重（3），所述锤芯轴（1）包括自上而下设置的活塞段（11）、配重段（12）和锤击段（13）三段，所述配重（3）镶嵌在配重段（12）外层，所述活塞组件（2）设于活塞段（11）顶部，所述锤击段（13）底端设有锤头。

2.根据权利要求1所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述配重（3）通过过盈配合的安装方式镶嵌在配重段（12）外层。

3.根据权利要求2所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述配重段（12）和配重（3）均自上而下分为多段，所述配重段（12）和配重（3）的各段配合设置，所述配重段（12）自上而下直径逐渐增大，所述配重（3）自上而下直径逐渐缩小，所述配重段（12）的各段上均设有卡槽，所述卡槽上安装有对各段配重（3）限位的限位环（6）。

4.根据权利要求3所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述配重段（12）的各段上的卡槽上设有对各段配重（3）限位的限位槽（7）。

5.根据权利要求1所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述活塞段（11）上设有用于活塞组件（2）定位与安装的限位环安装槽（14）和活塞环安装槽（15）。

6.根据权利要求1所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述活塞组件（2）与打桩锤的液压缸（4）之间为密封滑动配合设置。

7.根据权利要求1所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述活塞段（11）、锤击段（13）与打桩锤的机架（5）通过直线轴承滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述锤芯轴（1）、活塞组件（2）和配重（3）为共轴线结构。

9.根据权利要求1所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述活塞段（11）、配重段（12）和锤击段（13）三段为共轴线的整体式结构。

10.根据权利要求1所述的一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，其特征在于：所述活塞段（11）、配重段（12）、锤击段（13）三段整体均呈圆柱形。

技术总结
本发明的目的是提供一种镶嵌式液压打桩锤锤芯，包括锤芯轴、活塞组件和配重，所述锤芯轴包括自上而下设置的活塞段、配重段和锤击段三段，所述配重镶嵌在配重段外层，所述活塞组件设于活塞段顶部，所述锤击段底端设有锤头。本发明有效解决现有大型液压打桩锤的锤芯锻造难度大、热处理困难和加工周期长的问题，当锤芯重量超过200吨时，仍能保证大型液压打桩锤安全可靠使用。

技术研发人员：王琳,李春燕,扣田鑫,王帅,刘斌,高亚丽,黄兆军,赵晓翠,袁博,王兵,罗帆
受保护的技术使用者：中信重工机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10