張 濤，勵(lì) 峰

（寧波浙東地質(zhì)器材制造有限責(zé)任公司，浙江 寧波315012）

1 概述

軌道交通勘察多數(shù)在城市道路中進(jìn)行，施工完畢后開挖處需要填土夯實(shí)。單純依靠人工往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且很難達(dá)到要求，如制造能搖頭，又便于移動(dòng)的柴油機(jī)動(dòng)力打夯機(jī)，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(shí)，效率高，又節(jié)約人工。

本文介紹了搖頭式移動(dòng)打夯機(jī)的設(shè)計(jì)與制作過程，即利用搖頭式升降機(jī)的機(jī)架，在其上安裝柴油機(jī)，動(dòng)力輸出通過減速器、離合器傳遞給卷揚(yáng)機(jī)，操作卷揚(yáng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)錘體提升、自由落體運(yùn)動(dòng)，達(dá)到夯土的目的，再配置一輛手拉車，可實(shí)現(xiàn)快速方便移位。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該打夯機(jī)的結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)件，立柱、搖臂組件布置在底座的前端。在此基礎(chǔ)上，我們制作了支架3，并在其上布置了柴油機(jī)20、離合器1以及減速器10以及XY－1鉆機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)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(nèi)安裝有平面軸承，能保證搖臂立桿14隨意轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了便于移動(dòng)，我們將XY－1型鉆機(jī)的手拉車進(jìn)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(dòng)。圖2為手拉車結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1

3 參數(shù)計(jì)算

3．1 動(dòng)力選擇

實(shí)際使用中，需要舉起一個(gè)重120kg的錘體做自由落體運(yùn)動(dòng)夯土，起吊高度約為2．5m，暫定為最小功率的水冷系統(tǒng)N175柴油機(jī)，功率4．85kW，轉(zhuǎn)速2600r／min。

圖2

3．2 減速比選擇

根據(jù)使用要求，結(jié)合工作效率，初步確定錘體提升到2．5m高度所花時(shí)間控制在4秒內(nèi)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(shí)間，暫定為4s；

式中：nB1B——卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r／min；

D——卷揚(yáng)機(jī)卷筒直徑，等于0．15m；

式中：δ——減速比；

nB2B——柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，等于2600r／min；

注：減速器與柴油機(jī)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(yàn)證

式中：F——卷揚(yáng)機(jī)牽引力，N；

P——柴油機(jī)功率，W；

v——錘體提升速度，m／s。

式中：D——卷揚(yáng)機(jī)卷筒直徑，等于0．15m；

nB1B——卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r／min。

式中：nB2B——柴油機(jī)轉(zhuǎn)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(yuǎn)大于mg＝120×9．8＝1176N，故N175柴油機(jī)動(dòng)力足夠。

此處未考慮柴油機(jī)、皮帶輪、減速器等的效率。

4 使用效果及結(jié)論

該打夯機(jī)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(shí)的問題，且大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度（兩人即可協(xié)同作業(yè)），又保證了填土回填的質(zhì)量，減少修復(fù)后再沉降現(xiàn)象的發(fā)生。圖3即為工作中的打夯機(jī)。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