專利名稱：導桿式柴油打樁機耐磨缸錘及其加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑施工樁工機械技術領域，尤其涉及導桿式柴油打 樁錘，具體地說是導桿式柴油打樁機缸錘結構的改進。本發(fā)明還涉及該 缸錘的加工方法。
背景技術：
在建筑施工的樁工機械中，導桿式柴油打樁機以其構造簡單、沖擊 能量大，操作維修方便且冷起動性能優(yōu)的特點，廣泛適用于木樁、金屬 樁、混凝土預制樁及灌注樁等樁型施工，是水利工程、工業(yè)民用建筑、 橋梁、筑路及提堰修建等樁基工程施工的理想設備。
目前導桿式柴油打樁機的基本構造主要是在其活塞體上固定連接
有兩根相互豎直平行的缸錘導桿，打樁缸錘可沿導桿上、下滑動彈跳； 在導桿頂端固定連接有頂橫梁。柴油打樁錘工作時，松開錘鉤，缸錘自 由下落，缸錘的勢能通過活塞傳遞到樁上，即打樁。當缸錘降到套住活 塞位置時，活塞及活塞環(huán)便將缸錘的氣缸腔封閉，這時活塞和氣缸腔間 的空氣便受到壓縮，使其壓力和溫度開始升高，當壓縮到一定程度時， 柴油經(jīng)油嘴呈霧化狀噴入燃燒室內，霧化燃料噴入后立即被點燃爆炸， 爆炸所產(chǎn)生的爆發(fā)力通過活塞、基座傳至樁上，使樁下沉；同時該爆發(fā) 力也作用于缸錘上，使缸錘沿導桿向上跳起，進入下一工作循環(huán)。
因此，導桿式柴油打樁機的缸錘是其沖擊打樁的重要部件，其打樁 效率的高低，沖擊能量的大小，在很大程度上取決于缸錘和活塞間的氣 密性以及與之直接關聯(lián)的缸錘有效彈跳沖程。然而，由于導桿式柴油打樁機屬于粗獷型的野外作業(yè)機械，沖擊能量大，工作振動嚴重，人們往 往忽視缸錘氣缸腔壁的磨損量對打擊效率的影響，而是注重于缸錘是否
能夠連續(xù)地彈跳；加之缸錘體的外形尺寸和體積均較大，質量又高達
500KG—1500KG,不便于對其氣缸腔的腔壁進行硬化熱處理，或者需要 很高的處理成本。因而，業(yè)界普遍認為缸錘氣缸腔壁沒有必要甚至是無 需進行硬化熱處理。然而這種沖擊振動量大而又未經(jīng)表面處理的缸錘氣 缸腔，極易與活塞及活塞環(huán)產(chǎn)生嚴重磨損，雖然這種磨損量相對缸錘尺 寸的比值較小，但磨損量絕對值卻很大，導致活塞及活塞環(huán)與氣缸腔的 磨損間隙增大，使得缸錘套及活塞的有效壓縮行程大幅度減少，難以在 瞬間形成較高的油氣壓縮力和壓縮溫度，缸錘壓縮腔內的燃料不能完全 燃燒，出現(xiàn)極濃的燃煙，既污染環(huán)境，又浪費燃油資源。氣缸腔間隙的 增大，還會使缸錘的有效彈跳變低，打擊無力，打擊效率下降，直至無 法正常工作，直接影響缸錘的使用壽命。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術所存在的上述技術問題，本發(fā)明所要解決的技術問題 是提供一種柴油打樁機耐磨缸錘，它不僅具有較高的缸錘氣缸腔壁表面 硬度和耐磨性，而且打擊效率高，使用壽命長。此外，本發(fā)明另一個 要解決的技術問題是還要提供一種制造該柴油打樁機耐磨缸錘的加工 方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術手段是，該導桿式柴 油打樁機耐磨缸錘，包括缸錘體和氣缸腔，該氣缸腔設置于缸錘體上， 所述氣缸腔的腔壁上設置有淬硬層，該淬硬層寬度L與氣缸腔孔深H 之比L/H-0. 8—1. 0。采用上述結構后，由于在氣缸腔的腔壁上設有淬硬層，使得氣缸腔 的腔壁具有極高的表面硬度和耐磨性，減緩了活塞及活塞環(huán)與氣缸腔壁 的磨損速度，不僅提高了柴油打樁錘的打擊效率，延長打樁錘的使用壽 命，而且保證了燃料的充分燃燒，有利于燃油的節(jié)省，減少對施工環(huán)境
的污染。又由于該耐磨缸錘淬硬層寬度與氣缸腔孔深比L/H=0. 8 — 1. 0, 這樣既提高了淬硬層的有效利用率，合理了缸錘氣缸腔表面層的結構， 又便于淬硬層的處理加工，降低淬硬層的制作成本，提高了柴油打樁錘 缸錘的綜合效益。上述缸錘結構的釆用，改變了人們長期以來對柴油打 樁錘這種粗獷型作業(yè)機械缸錘氣缸腔無需進行表面處理的傳統(tǒng)認識，使 缸錘的使用壽命延長l一2倍，具有十分顯著的使用效果。
為了在缸錘氣缸腔腔壁上獲得淬硬層，本發(fā)明的加工方法，至少包 括下列步驟
a、 鑄造成型鑄造出帶有氣缸腔毛孔的缸錘成型毛坯；
b、 加工氣缸腔腔孔以車削或/和鏜削的加工方法加工缸錘成型毛 坯上的氣缸腔腔孔；
c、 磨削氣缸腔腔壁對氣缸腔腔壁進行磨削加工；
d、 氣缸腔腔壁表面淬火。
該加工方法工藝合理簡捷，并能在氣缸腔腔壁表面獲得高硬度、高 耐磨性的表面淬硬層。
本發(fā)明的耐磨缸錘加工方法一種優(yōu)選的實施方式，所述的表面淬火 方法為等離子弧表面淬火。等離子弧表面淬火特別適用于這種外形體積 大、質量重的缸錘氣缸腔的淬火。 一方面該淬火方法，可在所需要的部 位對工作進行選擇性的表面處理，能量利用率高，能耗?。涣硪环矫?，該淬火方法加熱過程非常迅速，高密度的熱流使工件表面能在很短的時 間內達到很高的溫度，并由表及里形成一個很大的溫度梯度， 一旦停止 加熱，便能以極快的速度冷卻，不需要外加淬火介質，而實現(xiàn)自冷淬火，
該方法的表面淬硬層硬度達到60—65HRC;再一方面，該淬火方法是對 金屬進行非接觸式加熱，沒有機械應力作用，而且加熱和冷卻速度快， 熱應力也小，因此處理后工件的變形較小，可以減少或省去后續(xù)處理。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明；
圖l是本發(fā)明導桿式柴油打樁機耐磨缸錘的結構主視圖。 圖2是圖1所示結構的左視圖。
具體實施例方式
在圖l、圖2所示的柴油打樁機耐磨缸錘中，該耐磨缸錘包括缸錘 體3和氣缸腔4，氣缸腔4設于缸錘體(3)中心位置，在缸錘體3的 錘身上還設有撞擊銷座7,該撞擊銷座7用于安裝撞擊油泵的撞擊銷。 在缸錘體3的頂部設有錘體頂面6，該錘體頂面6可以加工成氣缸腔4 及導桿滑孔2等的加工基準面，兩個貫通的導桿滑孔2對稱地設置于缸 錘體3的左、右兩側；在缸錘體3的上部位置還置有提錘銷5,該提錘 銷5用于將缸錘體3沿兩根導桿向上提起。缸錘體3整體澆鑄成型，其 材料為灰口鑄鐵，當然也可以是球墨鑄鐵等其他相應的鑄鐵材料，以使 缸錘體具有較好的耐熱性，耐磨性及沖擊韌性。
在缸錘體3的對稱中心線位置設有氣缸腔4，該氣缸腔4的上部為 燃油燃燒室及燃油噴嘴安裝座，氣缸腔4的腔口部位設置有腔口凸出部 8,以便準確地套向柴油打樁機的活塞。與現(xiàn)有技術不同的是，在氣缸腔4腔孔的腔壁四周表面為腔壁表面淬硬層1。本實施例中，氣釭腔4 的腔孔直徑為/ 660mm;氣缸腔4的孔深H為lOOOmm,考慮到淬硬層1 的結構合理性和加工的方便，淬硬層1沿孔深方向的寬度L為900mm; 淬硬層1的浮硬深度為0. 25mm,淬硬層1的淬硬度為60—65HRC。當然， 對于氣缸腔4的腔壁淬硬層1的淬硬深度可以選擇在0. 05 — 0. 8mm之 間，最好為0. 2 — 0. 6mm;淬硬層1的淬硬度為50—65HRC，最好為60— 65HRC;淬硬層1寬度L與氣缸腔4孔深H之比L/H為0. 8 — 1. 0之間， 最好確定在L/H=0. 85_0. 95之間，具有更加合理的工藝性和加工性。
為了獲得上述的耐磨缸錘，本發(fā)明的一種具體加工方法是，首先通 過壓鑄的方法鑄造出帶有氣缸腔腔孔的缸錘毛坯，將缸錘毛坯的上頂部 的錘體頂面加工成基準平面，以便在加工氣缸腔時將缸錘準確壓定位 緊；對氣缸腔毛孔坯進行粗車(鏜)、精鏜(車)加工氣缸腔，經(jīng)鏜加工 的缺缸腔再進行氣缸腔壁的磨削加工，以獲得具有一定圓度、表面光潔 度的氣缸腔孔；最后應用等離子弧表面淬火工藝對氣缸腔的腔壁進行表 面淬火。在上述加工工藝過程中，還需完成導桿滑孔、撞擊銷座等的加 工，這些部位的加工及其工藝與傳統(tǒng)工藝相同。
在本發(fā)明的另一種具體加工方法中，除磨削、表面淬火等加工工序 順序不同外，其它相同。在本實施方式中，是在對經(jīng)粗車、精鏜的氣缸 腔腔壁進行表面淬火后，再進行腔壁的磨削，以獲得更高精度的腔孔尺 寸。
本發(fā)明的表面淬火方法除采用等離子弧表面淬火工藝外；還可以是 火焰加熱表面淬火，激光表面淬火或感應加熱表面淬火等相應的表面淬 火方法。
權利要求
1、一種導桿式柴油打樁機耐磨缸錘，包括缸錘體(3)和氣缸腔(4)，該氣缸腔(4)設置于缸錘體(3)上，其特征在于所述氣缸腔(4)的腔壁上設置有淬硬層(1)，該淬硬層(1)寬度L與氣缸腔(4)孔深H之比L/H＝0.8-1.0。
2、 根據(jù)權利要求1所述的導桿式柴油打樁機耐磨缸錘，其特征在于: 所述淬硬層(1)的寬度L與氣缸腔(4)孔深H之比L/H-0. 85 — 0. 9、
3、 根據(jù)權利要求1所述的導桿式柴油打樁機耐磨缸錘，其特征在于 所述缸錘體(3)材料為灰口鑄鐵或球墨鑄鐵。
4、 根據(jù)權利要求l、 2或3所述的導桿式柴油打樁機耐磨缸錘，其 特征在于所述淬硬層(1)淬硬厚度0. 05_0. 8mm。
5、 根據(jù)權利要求l、 2或3所述的導桿式柴油打樁機耐磨缸錘，其 特征在于所述淬硬層(1)硬度為50—"HRC。
6、 一種加工權利要求l所述耐磨缸錘的加工方法，其特征在于該 加工方法至少包括下列步驟a、 鑄造成型鑄造出帶有氣缸腔毛孔的缸錘成型毛坯；b、 加工氣缸腔腔孔以車削或/和鏜削的加工方法加工缸錘成型毛 坯上的氣缸腔腔孔；c、 磨削氣缸腔腔壁對氣缸腔腔壁進行磨削加工；d、 氣缸腔腔壁表面淬火。
7、 根據(jù)權利要求6所述的耐磨缸錘的加工方法，其特征在于首先在缸錘成型毛坯頂部加工一垂直于氣缸腔中心線的基準平面，再依次進 行氣缸腔腔孔的車削或/和鏜削及氣缸腔腔壁的磨削加工，然后對氣缸腔 腔壁進行表面淬火。
8、 根據(jù)權利要求6所述的耐磨缸錘的加工方法，其特征在于首先 在缸錘成型毛坯頂部加工一垂直于氣缸腔中心線的基準平面，再依次進 行氣缸腔腔孔的車削或/和鏜削及氣缸腔腔壁的表面浮火，然后進行氣缸 腔腔壁的磨削加工。
9、 根據(jù)權利要求6、 7或8所述的耐磨缸錘的加工方法，其特征在 于所述的表面淬火方法為等離子弧表面淬火。
10、 根據(jù)權利要求6、 7或8所述的耐磨缸錘的加工方法，其特征在 于所述表面淬火方法為火焰加熱表面淬火或激光表面淬火。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于導桿式柴油打樁錘耐磨缸錘，該導桿式柴油打樁機耐磨缸錘，包括缸錘體和氣缸腔，該氣缸腔設置于缸錘體上，所述氣缸腔的腔壁上設置有淬硬層，該淬硬層寬度L與氣缸腔(4)孔深H之比L/H＝0.8-1.0。為了制得該耐磨缸錘，該加工方法至少包括下列步驟a.鑄造成型鑄造出帶有氣缸腔毛孔的缸錘成型毛坯；b.加工氣缸腔腔孔以車削或/和鏜削的加工方法加工缸錘成型毛坯上的氣缸腔腔孔；c.磨削氣缸腔腔壁對氣缸腔腔壁進行磨削加工；d.氣缸腔腔壁表面淬火。該耐磨缸錘具有較高硬度和耐磨性的缸錘氣缸腔壁，打擊效率高，使用壽命長。該加工方法工藝合理，便于實施。
文檔編號E02D7/14GK101619577SQ20081012421
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權日2008年7月3日
發(fā)明者束為林 申請人:束為林