MENCK液壓打樁錘減振環(huán)故障及維修

杜生猛，楊光躍

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

1 MENCK液壓錘簡介

MENCK液壓錘主要應用于施打管樁的樁基工程，我公司于2013年購進MHU800S型液壓打樁錘1臺，配套MHP1600型液壓動力柜1個，該錘先后用于港珠澳大橋橋墩樁基施工、福建龍源海上風電項目樁基施工、海油工程公司的東營墾利項目導管架定位樁的施工。

MENCK液壓錘主要包括以下這幾個部分：液壓動力站，控制室，液壓管線，電纜線，錘體。液壓動力站由2臺卡特C18系列發(fā)動機作為動力源，各自驅動2臺主液壓泵，主泵輸出的高壓液壓油經合流后，經控制機構驅動液壓錘錘芯的上升與下降，錘擊下方的砧鐵，再傳導到樁墩上，完成對鋼管樁的錘擊過程。

液壓錘工作過程如下：當控制系統(tǒng)給出提錘信號，主閥上的電磁閥得電，閥芯換到提升側，高壓油經過濾器、電磁閥去推動主閥閥芯，使液壓油缸上腔室與低壓回油側連通，而高壓油從油缸下腔室進油，將活塞連油缸杠往上頂，而將錘芯提起來。同時安裝在錘箱體上的行程傳感器，檢測數據傳遞給控制系統(tǒng)，計算錘芯提起的高度，當高度達到設定值時，控制系統(tǒng)給出換向信號，主閥上的電磁閥失電，閥芯回位，換到下降側，高壓油經過濾器、電磁閥推動主閥閥芯，將液壓油缸上腔室與高壓油側連通，高壓油迅速進入上腔室。由于上腔室的截面積比下腔室大，所以有一個向下的推力，錘芯在重力及高壓液壓油推力的雙重作用下，加速向下落，撞擊到下方的砧鐵，再作用到樁上，完成一次錘擊過程。

2 減振環(huán)故障及維修

2.1 減振環(huán)結構

減振環(huán)位于錘芯及砧鐵中間，是一個環(huán)形結構，是該型液壓錘的主要緩沖裝置，吸收來自錘芯下方砧鐵的大部分反彈沖擊力，減少反彈對錘芯及錘體的沖擊磨損。減振環(huán)構造是在一個鐵環(huán)上分布著18個減振器，每個減振器都由1個氣缸及活塞組成，每個都填充高壓氮氣，就好似一個個高壓氣彈簧。該減振環(huán)總重量1．2t。

2.2 故障現(xiàn)象及診斷

在一次例行檢查液壓錘的過程中，發(fā)現(xiàn)減振環(huán)18個減振器中大部分氮氣壓力明顯不足，可能氮氣泄露造成壓力不夠，于是對壓力明顯不足的共計14個減振器補充氮氣，壓力充至額定壓力270bar，并做好記錄；待第二天復測時，發(fā)現(xiàn)還有10個減振器壓力下降嚴重，后決定更換這些減振器單向閥，再進行充氣，保壓24小時復測后發(fā)現(xiàn)仍有7個減振器壓力下降厲害，這個情況是不能進行打樁作業(yè)的。根據這個情況，我們認為減振環(huán)內部磨損的可能行很大，應該是密封件什么的磨損過度，造成氮氣泄漏厲害，保不住壓。于是決定對減振環(huán)進行拆解修理，檢查減振環(huán)氣缸，密封環(huán)及氣缸活塞等磨損情況，再進行具體的維修。

2.3 維修前準備

由于減振環(huán)是安裝在樁錘箱底座里面，固定在錘體上的，要對其進行分解修理，需要將液壓錘進行解體，從錘底座處，分離開樁套筒，才能看到減振環(huán)。本次維修主要設備材料如下：公司起重12#200t起重船做為主起重設備，1臺16t汽車吊做為輔助起重設備，1臺3t叉車配合，額定壓力1．0MPa，0．6m3的氣泵1臺，液壓扭矩扳手1個，氣動扳手1個，U型鋼板1塊，2m×6m路基箱4塊，20cm方木30根。

2.4 維修過程

（1）對錘進行解體。①首先用起重船將錘垂直吊起，放置到預先放好的路基箱上面，現(xiàn)場搭建好腳手架平臺，將錘底座與套筒的連接螺栓全部拆掉。②提前擺放好放錘支架，方木等，用起重船吊起錘體，放置到方木上，慢慢放倒至檢修支架上面，樁套筒及砧鐵還留在原位。③清理砧鐵上的油污，檢查發(fā)現(xiàn)密封O型圈有磨損，于是更換新的O型圈共2道，銅環(huán)不太光滑，也進行了打磨處理。

（2）取出減振環(huán)。①液壓錘放倒后，先對錘底座內外表面進行清潔，然后將18個減振器進行復放氣，將氮氣徹底放干凈，氣缸活塞推入頂部，再將6條固定螺栓拆掉。②在減振環(huán)上裝上4個吊環(huán)(有專門的帶螺紋安裝孔)，用汽車吊吊著U型鋼板，下端伸到減振環(huán)內側，由于減振環(huán)與底座孔內壁接觸緊密，阻力很大，于是我們用5t手拉葫蘆掛著鋼絲繩，一端掛在吊環(huán)上，將減振環(huán)整個拽出，將取出的減振環(huán)放置到雙排貨車上，拉至維修車間。

（3）維修減振環(huán)。①在車間，先對減振環(huán)的表面清洗干凈。然后平放在兩根方木上，后端蓋朝上；拆掉后端蓋固定螺栓，取下18個后端蓋。②將減振環(huán)吊著立起來，把每個氣缸的活塞都推出去，然后把減振環(huán)殼體平放，端蓋口朝上放置。③檢查每個氣缸室的磨損情況，有部分氣缸室有麻點、燒蝕的痕跡，先用粗砂紙蘸液壓油打磨，最后用細砂紙再磨光。氣缸室的錐形入口有幾處明顯剌手，也都一一打磨光滑。雖然減振環(huán)殼體有不同程度磨損，但是總的來說還能用。④檢查氣缸活塞，發(fā)現(xiàn)密封環(huán)大多磨損較嚴重，于是將活塞上的密封環(huán)都去掉，活塞本體也都有不同程度磨損，但問題不大，將異常凸起的地方用細砂紙打磨光滑。待活塞表面都處理平滑后，再用棉紗將其表面擦拭干凈，即開始更換活塞密封環(huán)。每個活塞上有4道密封環(huán)，每道密封環(huán)是由一個O型圈及硬環(huán)組成，O型圈在內側，主要起支撐硬環(huán)的作用，O型圈彈性大，是直接就安裝到位的，而把硬環(huán)放在加熱至80℃的液壓油里浸泡，待泡軟之后挨個安裝到活塞上。注意密封環(huán)的方向，臺階分別朝向兩端。⑤在已更換好密封環(huán)的活塞上均勻涂抹少許專用油，之后挨個將活塞安裝到減振環(huán)氣缸室里，這里用粗1寸左右的銅棒，4磅的鐵錘，將活塞砸進去，至低于減振環(huán)的端面1cm左右，注意入口處別傷到密封環(huán)，然后每個腔室倒入少許專用油(20ml左右)。⑥每個端蓋上更換新的O型圈，并均勻涂抹少許WINIX2000二硫化鉬油脂(端蓋與環(huán)體的接觸面及O型圈上面)，然后挨個裝到每個氣缸孔上面，將固定螺栓挨個擰好，用扭矩扳手擰緊，扭矩950N·m。⑦充氮氣，試壓：把充氮機與氮氣瓶、壓縮空氣軟管、充氮高壓軟管連接好，將每個減振器氣缸的壓力充至300bar。保壓24小時后，復測壓力，測得每個氣缸壓力都不低于280bar，證明減振器的密封都沒有問題。

（4）安裝減振環(huán)。將減振環(huán)運至修錘現(xiàn)場，準備安裝減振環(huán)；安裝之前，先將錘足筒子里面用抹布擦拭干凈，安裝位置均勻涂抹二硫化鉬油脂，然后用吊車掛上U型板，吊著減振環(huán)往里對位，口入進去之后，用叉車將減振環(huán)頂進去，然后將U型板撤走，再對減振環(huán)的安裝孔與里面的螺栓孔位置，微調也用叉車挑，對正之后，即將減振環(huán)固定螺栓穿入，進行安裝，緊固扭矩是7400N·m，分三步進行緊固，逐步加大扭矩，液壓扳手對應的最終壓力為555bar。

（5）組裝錘體與樁套筒。減振環(huán)安裝緊固完畢，即著手準備最后的總裝，用現(xiàn)場起重船配合組裝，從船上引下一根尼龍繩做輔助纜繩，繞一圈牽引到錘底座的吊點上，用卡環(huán)鎖住。然后用起重船將錘吊著立起來，目測錘底座高過套筒上砧鐵的位置后，將錘體往套筒方向移動，穩(wěn)當后，調整錘體位置，至砧鐵能進去減振環(huán)內時，然后下放錘體到套筒上方，至有5公分左右縫隙，對底座安裝孔與錘套筒上螺栓孔的位置，牽引纜繩調整對正后，將錘體完全落到套筒上面，然后安裝螺栓，先用氣動扳手進行初步緊固，然后用液壓扳手緊固，也是分三步進行，逐步加大扭矩，最后緊固扭矩是5000N·m，對應壓力375bar，最后復緊1遍。

至此，整個維修過程就結束了，過程中改進了檢測減振環(huán)氮氣壓力的方法，以前的方法是用充氮機直接打壓，然后看充氮機上表針壓力快速上升結束，轉為緩慢上升時的壓力，即為減振器氮氣壓力，這種方法測得的壓力值存有一定的誤差?，F(xiàn)在的方法是先用充氮機打壓到比預定壓力低20bar左右的壓力，然后將充氮工具尾部的旋桿往里頂，頂開單向閥，讓里面的氮氣溢出，此時表針上的壓力即為減振器氮氣壓力，較為準確。

3 結語

減振環(huán)作為MENCK液壓錘的一個重要部件，相對來說也是比較容易磨損的部件，更換一次密封環(huán)后能使用多久，還得看后續(xù)實際使用情況。現(xiàn)在該錘維修完畢后已經施打了3000多錘，對18個減振器測壓，結果亦都在正常范圍內。但是在錘的后續(xù)使用過程中，我們不可掉以輕心，操作人員要密切關注減振環(huán)各個減振器的壓力值，經常性的測壓，及時補充氮氣；同時，由于在海上風電項目樁基工程中，多施打斜樁，對樁套筒內支撐筋板進行改造的時候，應嚴格將樁與套筒的間隙量控制在25mm以內，以20mm到25mm之間為好，減少樁與錘之間的軸心角度，這樣會盡量減少錘的偏擊，以使錘芯、減振環(huán)、砧鐵受力均衡。

好的設備需要我們去精心維護和保養(yǎng)，了解以及熟悉設備是第一步，熟悉它的工作原理，熟知它的維護保養(yǎng)方法，才能更好地使用好設備，當設備出現(xiàn)故障的時候，也能快速的解決故障，保證設備的正常使用，使我們的機械設備更好地服務于工程建設，充分發(fā)揮它的價值，對于MENCK液壓打樁錘這種重要的大型樁基設備來說，尤其如此。

[1]《MHU800S液壓錘操作和維護手冊》(MENCK公司)．

[2]《MHP1600操作和維護手冊》(MENCK公司)．

[3]《MHU800S裝配圖紙合集》(MENCK公司)．