强夯机自动挂钩施工技术

1、    强夯机自动挂钩施工技术    杨志雄 王远宏 谢炳摘 要：一种自动挂钩装置，包括吊臂、恒力绳引导机构、卷扬、抓钩器和重物，吊臂的一端设有第一导向轮和第二导向轮，恒力绳引导机构设置在吊臂上，其包括定滑轮组、动滑轮组、活动座、引导绳和弹性结构，定滑轮组与动滑轮組相对设置，动滑轮组安装在活动座上，引导绳的一端经过第一导向轮后穿过抓钩器与重物连接，引导绳的另一端卷绕于定滑轮组和动滑轮组，弹性结构的一端固定设置，弹性结构的另一端抵靠在活动座上，卷扬上卷绕有绳索，绳索经过第二导向轮后与抓钩器连接;卷扬驱使抓钩器下移时，抓钩器顺着引导绳的引导方向抓住重物。关键

2、词：强夯机 挂钩装置 自动挂钩施工技术1.引言自上世纪六十年代强夯功法在法国问世，半个多世纪以来，此功法高危作业导致频发的安全事故和繁重的体力劳动一直困惑着本行业。国内外现行强夯设备大致可分为两类。第一类：强夯机目前绝大部分仍使用传统的绳拉杠杆或气缸推动杠杆挂钩器释放夯锤，然后由人工挂钩并测量。此方法劳动强度高、效率低、工人危险性大、用工成本高。第二类：少部分强夯机采用不脱钩方法，即强夯机的吊钩及索具与夯锤同时落地，实现不脱钩连续夯击。此方法优点是省人工、也安全。但对强夯机卷扬系统损伤太大，并且只能进行小能量的强夯施工，性价比不高，难以普及。综合现有的二类强夯设备，都存在相应的不足。强夯施工亟

3、需一种能适合各种夯击能量的，并能真正做到无须人工辅助自动挂钩的强夯方法或设备。2.施工技术有鉴于此，我们提供一种自动挂钩装置，能保证抓钩器顺着引导绳的引导方向准确快速自动抓住重物。（1）一种自动挂钩装置，包括吊臂、恒力绳引导机构、卷扬、抓钩器和重物，吊臂的一端设有第一导向轮和第二导向轮，恒力绳引导机构设置在吊臂上，恒力绳引导机构包括定滑轮组、动滑轮组、活动座、引导绳和弹性结构，定滑轮组与动滑轮组相对设置，动滑轮组安装在活动座上，引导绳的一端经过第一导向轮后穿过抓钩器与重物连接，引导绳的另一端卷绕于定滑轮组和动滑轮组，弹性结构设置于定滑轮组与动滑轮组之间，弹性结构的一端固定设置，弹性结构的另一端

4、抵靠在活动座上，卷扬上卷绕有绳索，绳索经过第二导向轮后与抓钩器连接。（2）当抓钩器未抓重物时，弹性结构依靠弹力张紧引导绳，卷扬驱使抓钩器下移时，抓钩器顺着引导绳的引导方向抓住重物。（3）当卷扬驱使抓钩器及抓住的重物上移时，弹性结构依靠弹力推动活动座向着远离定滑轮组的方向移动。（4）上述恒力绳引导机构还包括导向筒，该导向筒固定在该吊臂上，该导向筒内设有导向腔，该定滑轮组安装在该导向腔内，该活动座和该弹性结构设置该导向腔中。（5）上述导向筒靠近该顶板的一端设有定滑轮转轴，该定滑轮转轴沿着该导向腔的径向设置，该定滑轮组可转动地连接在该定滑轮转轴上;该活动座上设有动滑轮转轴，该动滑轮组可转动地连接在该

5、动滑轮转轴上。（6）上述活动座上设有承载台，该承载台沿着该活动座的周向设置，该弹性结构的一端抵靠在该顶板上，该弹性结构的另一端抵靠在该承载台上。（7）上述抓钩器内设有过孔，该过孔沿着该抓钩器的轴线贯穿该抓钩器，该引导绳穿过该过孔。（8）该方法包括：控制抓钩器释放重物，该重物在重力作用下自由下落至地面，该重物下落过程中，该重物通过引导绳驱使活动座向着靠近定滑轮组的方向移动，并压缩弹性结构，该弹性结构依靠弹力张紧该引导绳;控制卷扬驱使该抓钩器下移，该抓钩器顺着该引导绳的引导方向抓住该重物;控制该卷扬驱使该抓钩器及抓住的该重物上移，该弹性结构依靠弹力推动该活动座向着远离该定滑轮组的方向移动，该弹性结

6、构依靠弹力张紧该引导绳。3.技术特点（1）完全脱钩。传统强夯机一般是人工挂钩，即使是不脱钩，也是主吊绳随着动滑轮大钩与夯锤同时降落。此方法由于不能完全释放夯锤，所以明显降低了设定的夯击能量，而且随着钢丝绳倍率增大，损耗的夯击能量也越大。本方法在夯锤脱钩时，大钩与夯锤完全脱离，保证夯锤落地产生的动能满足设定的夯击能量的要求。（2）万向自动挂钩。夯锤落地，只要夯锤在夯坑内水平倾斜角度小于90°（任意方向），挂钩装置都可以在距夯锤中心水平距离半径2米内（r2m），准确万向自动挂钩，无须任何方式的人工辅助。（3）自动测量 。本方法具有自动测量每锤夯击深度的计量方法。记录仪在大钩提锤离地的瞬间

7、读数，读数资料可储存，也可随时调取。（4）引导装置独立。本自动挂钩装置是独力的，它只起引导挂钩装置准确挂夯锤的作用。夯击能量的大小，完全取决于强夯设备能力的大小，与自动挂夯锤装置的引导能力无关。4.自动挂钩强夯机与传统强夯机的对比（1）劳动力对比自动挂钩强夯机每台只需司机一人;传统强夯机一个机组一般为4人（一名司机，二名挂钩，一名测量）。（2）施工效率对比以3000kn.m夯击能为例，自动挂钩每夯击一锤约45秒/击;传统挂钩强夯机每夯击一锤约2分钟/击。（注：在国际市场，如中东多哈等强夯工地因安全距离要求，挂钩测量人员要退到30米以外，才允许强夯机起落钩，每夯一锤耗时更长）。（3）安全对比自动

8、挂钩强夯机无须人员挂钩、测量 ，可基本杜绝施工人员伤亡事故;传统强夯机挂钩、测量人员伤亡事故在每个强夯工地屡见。5.实施方式（1）附图说明（2）实施方式第一实施例图1至图4是本方法的强夯机抓取夯锤的示意图，请参照图1至图4，强夯机100包括自动挂钩装置10，强夯机100利用自动挂钩装置10能实现万向自动挂钩，无须任何方式的人工辅助，可有效杜绝施工人员发生伤亡事故。图5至图7是本方法第一实施例的恒力绳引导机构的剖视示意图，请参照图1至图7，自动挂钩装置10包括吊臂11、恒力绳引导机构12、卷扬13、抓钩器14和重物15，吊臂11的一端设有第一导向轮111和第二导向轮112，恒力绳引导机构12设置

9、在吊臂11上，恒力绳引导机构12包括定滑輪组121、动滑轮组122、活动座123、引导绳124和弹性结构125，定滑轮组121与动滑轮组122相对设置，动滑轮组122安装在活动座123上，引导绳124的一端经过第一导向轮111后穿过抓钩器14与重物15连接，引导绳124的另一端卷绕于定滑轮组121和动滑轮组122，弹性结构125设置于定滑轮组121与动滑轮组122之间，弹性结构125的一端固定设置，弹性结构125的另一端抵靠在活动座123上，卷扬13上卷绕有绳索131，绳索131经过第二导向轮112后与抓钩器14连接;当抓钩器14未抓重物15时，弹性结构125依靠弹力张紧引导绳124，卷扬13

10、驱使抓钩器14下移时，抓钩器14顺着引导绳124的引导方向抓住重物15，如图2所示;当卷扬13驱使抓钩器14及抓住的该重物15上移时，弹性结构125依靠弹力推动活动座123向着远离定滑轮组121的方向移动，如图6所示。在本实施例中，重物15为夯锤，但并不以此为限。进一步地，重物15的顶部设有连接块151以及与连接块151活动连接的锤把152，锤把152远离连接块151的端部设有呈蘑菇型的连接头153，引导绳124与连接头153连接，由于弹性结构125依靠弹力张紧引导绳124，引导绳124使锤把152保持竖直状态，方便抓钩器14顺着引导绳124的引导方向抓住重物15的连接头153。进一步地，如图

11、1、图5、图6和图7所示，恒力绳引导机构12还包括导向筒126，导向筒126固定在吊臂11上，导向筒126内设有导向腔101，定滑轮组121安装在导向腔101内，活动座123和弹性结构125设置导向腔101中。优选地，导向筒126呈圆柱型，活动座123的形状与导向筒126的横截形状相同，活动座123的周边与导向腔101的腔壁相对或接触设置。进一步地，导向筒126的两端设有顶板126a和底板126b，顶板126a上设有供绳索131穿过的通孔102，当卷扬13将重物15吊至预定高度时，弹性结构125依靠弹力驱使活动座123抵靠在底板126b上，如图4和图7所示。进一步地，导向筒126靠近顶板126

12、a的一端设有定滑轮转轴126c，定滑轮转轴126c沿着导向腔101的径向设置，定滑轮组121可转动地连接在定滑轮转轴126c上;活动座123上设有动滑轮转轴123b，动滑轮组122可转动地连接在动滑轮转轴123b上。具体地，顶板126a位于导向腔101内的表面设有第一安装壁126d，第一安装壁126d呈圆筒状，定滑轮转轴126c的两端连接在第一安装壁126d上;活动座123靠近定滑轮转轴126c的表面设有第二安装壁123c，第二安装壁123c呈圆筒状，动滑轮转轴123b的两端连接在第二安装壁123c上。在本实施例中， 定滑轮组121和动滑轮组122的滑轮数量可根据实际需要自由选择，例如定滑轮组

13、121可包括1、2、3、4、5、6个滑轮，动滑轮组122可包括1、2、3、4、5、6个滑轮。进一步地，活动座123上设有承载台123a，承载台123a沿着活动座123的周向设置，即承载台123a围绕第二安装壁123c设置，弹性结构125的一端抵靠在顶板126a上，弹性结构125的另一端抵靠在承载台123a上。进一步地，抓钩器14内设有过孔103，过孔103沿着抓钩器14的轴线贯穿抓钩器14，引导绳124穿过过孔103，如图1所示。进一步地，抓钩器14包括气动爪141以及驱使气动爪141抓住连接头153的气动装置（图未示），通过控制抓钩器14可实现任意高度、任意时刻脱钩功能。进一步地，弹性结构1

14、25为弹簧125a，该弹簧125a呈螺旋结构。在另一较佳的实施例中，弹性结构125可以为弹片，或者能够产生弹性形变的器件。进一步地，自动挂钩装置10还包括编码器自动测量机构（图未示），用以侧量每次夯击的深度，编码器自动测量机构在重物15离地的瞬间读数，并存储数据，方便随时调取。本方法的强夯机100只需一位司机即可开展夯击工作，无须任何方式的人工辅助。而且，强夯机100的施工效率很高，以3000kn.m夯击能为例，本方法的强夯机100夯击一锤约45秒/击;传统的强夯机100每夯击一锤约2分钟/击。（注：在国际市场，如中东强夯工地因安全距离要求，挂钩测量人员要退到30米以外，才允许强夯机100起落

15、钩，每夯一锤耗时更长）。此外，本方法自动挂钩装置10利用恒力绳引导机构12在强夯机100工作过程中始终保持引导绳124处于张紧的状态，能保证抓钩器14顺着引导绳124的引导方向准确快速自动抓住重物15。第二实施例图8至图9是本方法第二实施例的恒力绳引导机构的剖视示意图，如图1、图4、图8和图9所示，本实施例的自动挂钩装置10与第一实施例的自动挂钩装置10结构大致相同，不同点在于弹性结构125不同。具体地，弹性结构125包括至少两根弹簧125a和至少一个连接座125b，相邻两弹簧125a通过连接座125b实现连接，并使相邻两弹簧125a的轴线重合。进一步地，连接座125b的形状与导向筒126的横

16、截面形状相同，连接座125b的周边与导向腔101的腔壁相对或接触设置。连接座125b沿轴线方向的相对两端分别设有第一限位腔104和第二限位腔105，第一限位腔104用于限位容置一弹簧125a，第二限位腔105用于限位容置另一弹簧125a。图8和图9仅绘示了两根弹簧125a和一个连接座125b，但并不以此为限。定义其中一根弹簧125a为第一弹簧，定义另一根弹簧125a为第二弹簧，第一弹簧的一端抵靠在导向筒126的顶板126a上，第一弹簧的另一端限位在第一限位腔104内，第二弹簧的一端限位在第二限位腔105内，第二弹簧的另一端抵靠在活动座123上。当抓钩器14释放重物15时，重物15在重力作用下自

17、由下落至地面，重物15下落过程中，重物15通过引导绳124驱使活动座123向着靠近定滑轮组121的方向移动，并压缩弹性结构125，弹性结构125依靠弹力张紧引导绳124，如图1和图8所示。当卷扬13驱使抓钩器14及抓住的重物15上移至预定高度时，抓钩器14和重物15上移过程中，弹性结构125依靠弹力推动活动座123向着远离定滑轮组121的方向移动，弹性结构125依靠弹力张紧引导绳124，直至弹性结构125依靠弹力驱使活动座123抵靠在导向筒126的底板126b上，如图4和图9所示。第三实施例本方法还涉及一种强夯机自动挂钩方法，该方法利用上述的自动挂钩装置10，该方法包括：控制抓钩器14释放重物15，重物15在重力作用下自由下落至地面，重物15下落过程中，重物15通过引导绳124驱使活动座123向着靠近定滑轮组121的方向移动，并压缩弹性结构125，弹性结构125依靠弹力张紧引导绳124;控制卷扬13驱使抓钩器14下移，抓钩器14顺着引导绳124的引导方向抓住重物15;控制卷扬13驱使抓钩器1