第一节预制桩施工机械一 12-2—1柴油打桩机 概述 柴油打桩机由柴油桩锤和打桩架组成。如图。履带式打桩架是在履带式底盘的基 础上设计而成的。桩锤装在打桩架的立柱上,由起升机构提升和起动。柴油桩锤是柴 油打桩机的主要装置,按构造不同分为导杆式和筒式两种。 筒式柴油桩锤的工作原理 筒式柴油桩锤的工作原理图如图所示,它是一种气缸固定、活塞上下往复运动进 行冲击的打桩锤,由气缸、上活塞(冲击部分)、下活塞、燃油泵和桩帽等组成,整个 打桩锤置于桩上进行工作的。 筒式柴油桩锤的工作循环及原理如下: 1.喷油过程上活塞下落时,喷油泵向下活塞凹形球碗内喷油; 2.压缩过程当上活塞的活塞环通过排气口再向下运动时,上下活塞之间的气 体被压缩升温。 3.冲击雾化过程当活塞相撞时,燃烧室内的气压迅速增大,当上下活塞相碰 撞时,高压气体使燃油沿着上下活塞之间的楔形间隙被挤出,产生了雾化 4.燃烧爆发过程雾化后的混合气体,燃烧爆炸,产生巨大的能量。一方面通 过下活塞对桩再次冲击(即第二打击),一方面使上活塞跳起 5.排气过程上活塞升至一定高度时,吸排气口打开。燃烧的废气在膨胀压力作 用下,由吸排气口排出
第二节 预制桩施工机械 12—2—1柴油打桩机 一、 概述 柴油打桩机由柴油桩锤和打桩架组成。如图。履带式打桩架是在履带式底盘的基 础上设计而成的。桩锤装在打桩架的立柱上，由起升机构提升和起动。柴油桩锤是柴 油打桩机的主要装置，按构造不同分为导杆式和筒式两种。 二、 筒式柴油桩锤的工作原理 筒式柴油桩锤的工作原理图如图所示，它是一种气缸固定、活塞上下往复运动进 行冲击的打桩锤，由气缸、上活塞(冲击部分)、下活塞、燃油泵和桩帽等组成，整个 打桩锤置于桩上进行工作的。 筒式柴油桩锤的工作循环及原理如下： 1． 喷油过程 上活塞下落时，喷油泵向下活塞凹形球碗内喷油； 2． 压缩过程 当上活塞的活塞环通过排气口再向下运动时，上下活塞之间的气 体被压缩升温。 3． 冲击雾化过程 当活塞相撞时，燃烧室内的气压迅速增大，当上下活塞相碰 撞时，高压气体使燃油沿着上下活塞之间的楔形间隙被挤出，产生了雾化。 4． 燃烧爆发过程 雾化后的混合气体，燃烧爆炸，产生巨大的能量。一方面通 过下活塞对桩再次冲击(即第二打击)，一方面使上活塞跳起； 5． 排气过程 上活塞升至一定高度时，吸排气口打开。燃烧的废气在膨胀压力作 用下，由吸排气口排出
6.吸气过程活塞继续向上跳,此时气缸内产生负压,新鲜的空气从排气口被吸入 7.扫气过程当上活塞从最高点开始下落后,一部分的新鲜空气与残余废气的混合 气由排气口排出,直至重复喷油过程,柴油锤便开始下一个循环的工作 筒式柴油桩锤的构造 筒式柴油桩锤主要由锤体、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统及起落架等部分 组成 1.锤体 锤体是桩锤的主要部件,它包括上、下气缸、上、下活塞及导向装置等,如图 2.燃油供给系统 它由燃油箱5、滤油器输油管7、燃油泵8等组成,燃油泵为低压柱塞式,如图 3.起落架 起落架是用来提升上活塞进行启动和提升整个桩锤的,陆上型柴油锤起落架如图 四、柴油桩锤工作参数及其选择 柴油桩锤主要工作参数是:冲击部分质量W,行程H,一次冲击最大能量E和每分钟 冲击次数n (1)冲击部分质量W 它是标定柴油桩锤系列的主参数,是选用柴油桩锤的主要依据。广泛采用的是5~ 10t的锤,最常用的是6~8t锤
6． 吸气过程 活塞继续向上跳，此时气缸内产生负压，新鲜的空气从排气口被吸入； 7． 扫气过程 当上活塞从最高点开始下落后，一部分的新鲜空气与残余废气的混合 气由排气口排出，直至重复喷油过程，柴油锤便开始下一个循环的工作。 三、 筒式柴油桩锤的构造 筒式柴油桩锤主要由锤体、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统及起落架等部分 组成。 1． 锤体 锤体是桩锤的主要部件，它包括上、下气缸、上、下活塞及导向装置等，如图。 2． 燃油供给系统 它由燃油箱5、滤油器输油管7、燃油泵8等组成，燃油泵为低压柱塞式，如图。 3． 起落架 起落架是用来提升上活塞进行启动和提升整个桩锤的，陆上型柴油锤起落架如图。 四、 柴油桩锤工作参数及其选择 柴油桩锤主要工作参数是：冲击部分质量W，行程H，一次冲击最大能量E和每分钟 冲击次数n。 （1） 冲击部分质量W 它是标定柴油桩锤系列的主参数，是选用柴油桩锤的主要依据。广泛采用的是5～ 10t的锤，最常用的是6～8t锤
(2)行程H 行程是指锤体的最大降落高度。筒式柴油桩锤的行程即上活塞跳起的最大高度。现 在筒式柴油桩锤的行程一般为2~2.5m (3) 次冲击最大能量E 它是指桩锤在一个循环内使锤体获得的最大机械能。采用如下近似公式计算: E=12W×H(Nm) 式中:W-一冲击部分质量(kg) H-一行程(m) 打斜桩时: E=12WH(cos0-A-sin 8) 12 式中:0—桩锤轴线与垂线的夹角; μ——上活塞与气缸间的摩擦系数。 (4)冲击频率n 冲击频率n是指锤体每分钟平均冲击的次数 每分钟冲击次数近似为:n (次/min) 打斜桩时 as (次/min)
（2） 行程H 行程是指锤体的最大降落高度。筒式柴油桩锤的行程即上活塞跳起的最大高度。现 在筒式柴油桩锤的行程一般为2～2.5m。 （3） 一次冲击最大能量E 它是指桩锤在一个循环内使锤体获得的最大机械能。采用如下近似公式计算： E＝12W×H (N·m) 式中：W---冲击部分质量（kg） H---行程(m)。 打斜桩时： 式中： θ——桩锤轴线与垂线的夹角； μ——上活塞与气缸间的摩擦系数。 12 (cos sin ) 1.2 E WH = − （4） 冲击频率n 冲击频率n是指锤体每分钟平均冲击的次数。 每分钟冲击次数近似为: 打斜桩时: 60 n H = cos n 60 H = (次／min) (次／min)
2.筒式柴油锤的选择条件 选择桩锤的主要依据是桩的承载能力,另外还应考虑施工效率和锤击时桩头、 桩身的应力。为了提高锤击效率,理论上应使所选桩锤的质量大于桩的质量,而且 是大得越多则锤击效率越高。但是,选用过大的桩锤不仅不经济,而且往往会把桩 打坏。选择时要综合上述各种因素。 122-2振动沉拔桩机 概述 振动沉拔桩机由振动桩锤和通用桩架或通用起重机械组成。 振动桩锤的工作原理 振动桩锤是利用振动器的高频振动(频率一般为700~1800次/min);通过桩身 传桩给周围的土壤,在振动作用下破坏桩身和土壤的粘结力,减小阻力使桩在 重力作用下下沉。振动桩锤的主要工作装置是一个振动器,它是产生振动的振 动源。机械式振动器由两根带有偏心块的高速轴组成。两轴的转向相反,转速 相等,如图。 旋转时偏心块产生的离心力为F:F 式中m——偏心块的质量(kg) 角速度(1/s); F偏心块质心至回转中心的距离(m)
2． 筒式柴油锤的选择条件 选择桩锤的主要依据是桩的承载能力，另外还应考虑施工效率和锤击时桩头、 桩身的应力。为了提高锤击效率，理论上应使所选桩锤的质量大于桩的质量，而且 是大得越多则锤击效率越高。但是，选用过大的桩锤不仅不经济，而且往往会把桩 打坏。选择时要综合上述各种因素。 12—2—2 振动沉拔桩机 一、 概述 振动沉拔桩机由振动桩锤和通用桩架或通用起重机械组成。 二、 振动桩锤的工作原理 振动桩锤是利用振动器的高频振动(频率一般为700～1800次／min)；通过桩身 传桩给周围的土壤，在振动作用下破坏桩身和土壤的粘结力，减小阻力使桩在 重力作用下下沉。振动桩锤的主要工作装置是一个振动器，它是产生振动的振 动源。机械式振动器由两根带有偏心块的高速轴组成。两轴的转向相反，转速 相等，如图。 旋转时偏心块产生的离心力为F： 2 F mr = 式中 ——偏心块的质量(㎏)； ——角速度(1／s)； ——偏心块质心至回转中心的距离（㎜）。 m r
激振加:P=2 mro sin gp 式中卯离心力与水平线的夹角。 振动桩锤的构造 振动桩锤结构如图,主要是由动力装置、振动器、夹桩器和吸振器等组成。 四、振动桩锤的选择 1.最小激振力的确定 2.最小振幅的确定 3.振动桩锤偏心力矩的确定 4.激振速度的确定 5.振动桩锤功率的确定
激振力P： 2 P mr = 2 sin 式中 ——离心力与水平线的夹角。 三、 振动桩锤的构造 振动桩锤结构如图，主要是由动力装置、振动器、夹桩器和吸振器等组成。 四、 振动桩锤的选择 1． 最小激振力的确定 2． 最小振幅的确定 3． 振动桩锤偏心力矩的确定 4． 激振速度的确定 5． 振动桩锤功率的确定