搖頭式移動打夯機的試制

張 濤，勵 峰

（寧波浙東地質器材制造有限責任公司，浙江 寧波315012）

1 概述

軌道交通勘察多數在城市道路中進行，施工完畢后開挖處需要填土夯實。單純依靠人工往往費時費力，而且很難達到要求，如制造能搖頭，又便于移動的柴油機動力打夯機，則解決了以上難題，一次定位便能將一處1．5m見方的開挖孔夯實，效率高，又節約人工。

本文介紹了搖頭式移動打夯機的設計與制作過程，即利用搖頭式升降機的機架，在其上安裝柴油機，動力輸出通過減速器、離合器傳遞給卷揚機，操作卷揚機可實現錘體提升、自由落體運動，達到夯土的目的，再配置一輛手拉車，可實現快速方便移位。

2 結構特點

該打夯機的結構布局如圖1所示，底座7和立柱16、搖臂5、搖臂立桿14、搖臂座15、法蘭13、前后滑輪6、4均為原搖頭式升降機構件，立柱、搖臂組件布置在底座的前端。在此基礎上，我們制作了支架3，并在其上布置了柴油機20、離合器1以及減速器10以及XY－1鉆機的卷揚機2，放置于底座的后端。離合器為自制的牙嵌式離合器。

搖臂座15內安裝有平面軸承，能保證搖臂立桿14隨意轉動。

為了便于移動，我們將XY－1型鉆機的手拉車進行了加寬處理，并在底座中插入兩根管子做杠桿，這樣，只需一人即可輕松移動。圖2為手拉車結構示意圖。

圖1

3 參數計算

3．1 動力選擇

實際使用中，需要舉起一個重120kg的錘體做自由落體運動夯土，起吊高度約為2．5m，暫定為最小功率的水冷系統N175柴油機，功率4．85kW，轉速2600r／min。

圖2

3．2 減速比選擇

根據使用要求，結合工作效率，初步確定錘體提升到2．5m高度所花時間控制在4秒內比較合適，故：

式中：v——錘體提升速度，m／s；

h——錘體提升高度，m；

t——提升所用時間，暫定為4s；

式中：nB1B——卷揚機轉速，r／min；

D——卷揚機卷筒直徑，等于0．15m；

式中：δ——減速比；

nB2B——柴油機轉速，等于2600r／min；

注：減速器與柴油機皮帶輪取同一尺寸。

綜合式（1）、（2）、（3），得出：

δ＝32．67

故選擇市面上減速比為30∶1的減速器。

3．3 牽引力驗證

式中：F——卷揚機牽引力，N；

P——柴油機功率，W；

v——錘體提升速度，m／s。

式中：D——卷揚機卷筒直徑，等于0．15m；

nB1B——卷揚機轉速，r／min。

式中：nB2B——柴油機轉速，等于2600r／min；

δ——減速比，等于30∶1。

將式（5）、（6）代入式（4），得出

牽引力F＝7125N，遠大于mg＝120×9．8＝1176N，故N175柴油機動力足夠。

此處未考慮柴油機、皮帶輪、減速器等的效率。

4 使用效果及結論

該打夯機目前已在軌道交通勘察中使用，效果良好，有效解決了原先人工夯土夯不實的問題，且大大減輕了勞動強度（兩人即可協同作業），又保證了填土回填的質量，減少修復后再沉降現象的發生。圖3即為工作中的打夯機。在使用中需要注意，輔助人員控制搖臂要集中精神，避免被錘體所傷。

圖3