帶有水腔凸筋的整體式下氣缸的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，包括氣缸本體，該氣缸本體上設(shè)有若干穿過(guò)缸壁的缸壁通孔，在氣缸本體上還設(shè)有曲折的分隔凸筋，所述缸壁通孔位于該分隔凸筋所圍成的通孔凹槽中，分隔凸筋的另一側(cè)則形成水腔凹槽；分隔凸筋與氣缸本體采用一體成型結(jié)構(gòu)；分隔凸筋的外端為密封面。所述缸壁通孔至少包括吸排氣口和噴油嘴孔，所述通孔凹槽至少包括吸排氣口凹槽和噴油嘴凹槽；所述吸排氣口位于吸排氣口凹槽中，所述噴油嘴孔位于噴油嘴凹槽中。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，不易發(fā)生浪漫泄漏，冷卻效果可靠，廣泛適用于各種規(guī)格的筒式柴油打粧錘中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】帶有水腔凸筋的整體式下氣缸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于樁基工程施工的筒式柴油打樁錘，尤其涉及具有水冷卻裝置筒式柴油打樁錘的下氣缸體。

【背景技術(shù)】
[0002]筒式柴油打樁錘是利用燃油爆炸能量向上推動(dòng)上活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沖擊，進(jìn)行錘擊打樁的；它以其沖擊力大、工作效率高、可靠性強(qiáng)、操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代海洋工程、跨海大橋、石油鉆井平臺(tái)和海上風(fēng)電場(chǎng)等基礎(chǔ)施工的需要，筒式柴油打樁錘越來(lái)越朝著大型化的方向發(fā)展。
[0003]筒式柴油打樁錘在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，上活塞從起落架上脫落而自由下落，當(dāng)上活塞下落經(jīng)過(guò)下氣缸的吸排口時(shí)，開(kāi)始?jí)嚎s下氣缸內(nèi)的空氣，當(dāng)上活塞頭部撞擊下活塞沖擊面并使柴油霧化飛濺到燃燒室內(nèi)，同時(shí)將樁打下；燃燒室內(nèi)的油霧被點(diǎn)燃爆炸，所產(chǎn)生的爆炸力繼續(xù)將樁往下打，并使上活塞向上彈跳，然后上活塞再次下落點(diǎn)燃油霧，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)打樁施工作業(yè)。
[0004]筒式柴油打樁錘在錘擊打樁過(guò)程中，柴油燃燒爆炸所產(chǎn)生的大量熱量，需要通過(guò)打樁錘的下氣缸體表面向外散發(fā)。否則下氣缸熱量不能及時(shí)散去，必然使錘體溫度急劇升高導(dǎo)致諸多危害，首先下氣缸溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致打樁錘的提前點(diǎn)火，燃油爆炸能量不能有效期地轉(zhuǎn)換為對(duì)樁的錘擊作用，使打樁效率大幅度下降，甚至造成無(wú)法正常工作，只得停止打樁等待打樁錘體冷卻后再行啟運(yùn)。同時(shí)下氣缸溫度過(guò)高，不僅會(huì)造成氣缸內(nèi)壁與活塞間的摩擦狀態(tài)變差，而且缸體材料強(qiáng)度降低，塑性增大，磨損加劇，爆炸所產(chǎn)生的高溫高壓氣體作用于氣缸、活塞壁上，導(dǎo)致氣缸、活塞的氣蝕，加劇其腐蝕性損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成氣缸、活塞的局部熔化和拉傷，甚至形成咬缸，嚴(yán)重影響打樁錘的使用壽命。
[0005]為了增強(qiáng)打樁錘下氣缸體的散熱效率，目前筒式柴油打樁錘下氣缸及其冷卻裝置不外乎兩種結(jié)構(gòu)形式。一種是采用鋼管焊接結(jié)構(gòu)，如中國(guó)專(zhuān)利“柴油打樁錘的加強(qiáng)式冷卻水套”、專(zhuān)利號(hào)90215299.8中公開(kāi)的筒式柴油打樁錘，它是在鋼管制成的下氣缸體外焊接一個(gè)薄殼結(jié)構(gòu)的水套殼體而構(gòu)成冷卻水箱，通向下氣缸內(nèi)壁的吸排氣口、噴油嘴安裝口、以及潤(rùn)滑油注入口等通道部件，還要穿過(guò)水箱殼體和氣缸體而與之相互焊接。另一種結(jié)構(gòu)是采用帶有風(fēng)冷環(huán)形散熱片的鑄造下氣缸體。
[0006]然而，隨著海上石油鉆井平臺(tái)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)施、深水港碼頭、跨海大橋等大型工程項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)，樁體深度、直徑以及其承載能力均向著大型化方向發(fā)展，筒式打樁錘在滿(mǎn)足地層堅(jiān)硬、復(fù)雜、施工難度大等苛刻作業(yè)要求的同時(shí),打樁錘的規(guī)格噸位和打擊力也相應(yīng)地有著極大的提高，而且每根樁連續(xù)錘擊次數(shù)也必然增多。其在打樁過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，以及極為強(qiáng)烈的沖擊振動(dòng)，在這種惡劣工況下，僅依靠下氣缸體上的散熱片與空氣進(jìn)行對(duì)流換熱，顯然是不能滿(mǎn)足打樁錘的散熱效果的；而采用鋼制的焊接水箱結(jié)構(gòu)，水套殼體、吸排氣口等處連接焊縫在連續(xù)高溫和沖擊振動(dòng)的作用下，焊縫很快就會(huì)因高溫和振動(dòng)疲勞而開(kāi)裂，一方面開(kāi)裂焊縫會(huì)使冷卻水泄漏而喪失水冷效果，此時(shí)水套又阻礙下氣缸的風(fēng)冷效果，往往在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生打樁錘損壞使其報(bào)廢；另一方面開(kāi)裂焊縫還會(huì)使水液沿吸排氣口、注油口等處焊縫流入下氣缸體內(nèi)，輕者造成打樁錘打擊效率下降或停止工作，重者會(huì)因缸體內(nèi)壁的不均勻冷卻膨脹而開(kāi)裂直至報(bào)廢。因此，大型筒式柴油打樁錘在工作過(guò)程中的可靠冷卻成在困擾業(yè)界的一道技術(shù)難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)牢固、不易發(fā)生水泄漏的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，包括氣缸本體，該氣缸本體上設(shè)有若干穿過(guò)缸壁的缸壁通孔，在氣缸本體上還設(shè)有曲折的分隔凸筋，所述缸壁通孔位于該分隔凸筋所圍成的通孔凹槽中，分隔凸筋的另一側(cè)則形成水腔凹槽；分隔凸筋與氣缸本體采用一體成型結(jié)構(gòu)；分隔凸筋的外端設(shè)有密封面。
[0009]采用上述結(jié)構(gòu)后，由于在氣缸本體上設(shè)有曲折的分隔凸筋，這種分隔凸筋能在不增加缸體壁厚的情況下有效增強(qiáng)氣缸的強(qiáng)度和剛性，并有利于缸體的一次性鑄造成型，避免鑄造缺陷的形成；而沿缸體周向和軸向等方向曲折布置的分隔凸筋，更能增強(qiáng)氣缸體多方向的剛性和強(qiáng)度；尤其是在滿(mǎn)足大噸位、大型化打樁錘缸體強(qiáng)度的情況，不僅減小了氣缸壁厚，更有利于缸體散熱，而且能有效地克服多方向熱應(yīng)力所造成的缸體變形，從而提高了缸體的工作穩(wěn)定性。也由于采用了分隔凸筋結(jié)構(gòu)，這種曲折布置的凸筋能?chē)@缸壁通孔構(gòu)成通孔凹槽，使缸壁通孔與容水腔分隔而通向外面，杜絕了冷卻水向缸體內(nèi)壁的泄漏；分隔凸筋及其外端的密封面又作為水腔外殼的支承面和密封連接面，使之構(gòu)成密封嚴(yán)密的冷卻水腔，且能實(shí)現(xiàn)對(duì)水腔外殼的穩(wěn)定支承，不僅保證打樁錘的正常點(diǎn)火和穩(wěn)定工作，而且降低打樁錘的故障率，延長(zhǎng)使用壽命。還由于分隔凸筋與氣缸本體采用一體成型結(jié)構(gòu)，不僅大大提高了氣缸的整體強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，更有利于氣缸體在高溫差、巨大沖擊振動(dòng)工況下安全可靠工作，使用壽命大大延長(zhǎng)，而且實(shí)現(xiàn)了水腔外殼與缸體的無(wú)焊縫連接，避免了爆縫開(kāi)裂和冷卻水泄漏，且加工制作工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量易于保證。
[0010]本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述缸壁通孔至少包括吸排氣口和噴油嘴孔，所述通孔凹槽至少包括吸排氣口凹槽和噴油嘴凹槽；所述吸排氣口位于吸排氣口凹槽中，所述噴油嘴孔位于噴油嘴凹槽中。該結(jié)構(gòu)既能保證燃油的噴射注入，又能使打樁錘工作過(guò)程中的正常吸排氣，而且這些缸壁通孔被圍在通孔凹槽中，使缸壁通孔順暢外通且與水腔形成可靠分隔。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述缸壁通孔包括吸排氣口、噴油嘴孔、燃油泵座孔和潤(rùn)滑油泵座孔；所述通孔凹槽包括吸排氣口凹槽、噴油嘴凹槽和油品通口凹槽，所述吸排氣口設(shè)于吸排氣口凹槽中，在所述噴油嘴凹槽中設(shè)有噴油嘴孔，在油品通口凹槽中設(shè)有噴油嘴孔、燃油泵座孔和潤(rùn)滑油泵座孔。該結(jié)構(gòu)保證了吸排氣口、噴油嘴、燃油泵和潤(rùn)滑油泵的安裝，并使之對(duì)應(yīng)的工作通孔外通和與水腔的嚴(yán)密分隔。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，設(shè)于分隔凸筋外端的密封面采用平面、槽面或榫面。所述分隔凸筋外端密封面采用設(shè)有密封槽的槽面結(jié)構(gòu)。所述分隔凸筋密封面上設(shè)有用于連接水腔外殼的螺紋孔。該結(jié)構(gòu)能確保證水腔外殼與分隔凸筋的可靠密封連接，避免水腔冷卻水的泄漏，有利于缸體熱量的速散發(fā)；采用螺紋連接結(jié)構(gòu)連接可靠，便是于安裝和維護(hù)。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，在氣缸本體外側(cè)面設(shè)有散熱片，該散熱片的片筋高度低于分隔凸筋的凸筋高度。所述散熱片為環(huán)形翼片狀結(jié)構(gòu)，在與各散熱片交錯(cuò)設(shè)置的分隔凸筋上設(shè)有穿過(guò)氣缸本體缸壁的清掃孔。該結(jié)構(gòu)保證了水腔容積，缸體散熱片增加了與冷卻水的接觸面積，提高熱交換效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型帶有水腔凸筋的整體式下氣缸作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1是本實(shí)用新型帶有水腔凸筋的整體式下氣缸一種【具體實(shí)施方式】的主視圖；
[0016]圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的E— E剖面視圖；
[0017]圖3是圖1所示結(jié)構(gòu)D— D剖面視圖；
[0018]圖4是圖3所示結(jié)構(gòu)M— M剖面旋轉(zhuǎn)視圖。
[0019]圖5是圖1所示結(jié)構(gòu)的左視圖；
[0020]圖6是圖5所示結(jié)構(gòu)K一K剖面視圖；
[0021]圖7是圖1所示結(jié)構(gòu)的后視圖；
[0022]圖8是圖7所示結(jié)構(gòu)F— F剖面視圖；
[0023]圖9是圖7所示結(jié)構(gòu)N— N剖面視圖；
[0024]圖10是本實(shí)用新型另一種【具體實(shí)施方式】的主視圖；
[0025]圖11是圖10所示結(jié)構(gòu)D— D剖面視圖；
[0026]圖12是圖10所示結(jié)構(gòu)K一K剖面視圖；
[0027]圖13是圖10所示結(jié)構(gòu)N— N剖面視圖；
[0028]圖14是本實(shí)用新型又一種【具體實(shí)施方式】的主視圖；
[0029]圖15是圖14所示結(jié)構(gòu)K一K剖面視圖。
[0030]圖中，I一氣缸本體、2—分隔凸筋、3—散熱筋、4一油品通口凹槽、5—密封槽、6—吸排氣口凹槽、7—潤(rùn)滑油泵座孔、8—吸排氣口、9一燃油泵座孔、10—噴油嘴凹槽、11一噴油嘴孔、12—清掃孔、13—水腔外殼、14 一水腔凹槽。

【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1所示為用于筒式柴油打樁錘帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，呈筒狀結(jié)構(gòu)的氣缸本體I以鑄鋼或者鑄鐵鑄造而成，在氣缸本體I上加工出若干穿過(guò)缸壁的缸壁通孔，這些缸壁通孔包括用于安裝燃油嘴的噴油嘴孔11，用于安裝燃油泵的燃油泵座孔9、安裝潤(rùn)滑油泵的潤(rùn)滑油泵座孔7，以及筒式柴油打樁錘工作吸排氣的吸排氣口 8 ;如圖2所示上述的噴油嘴孔11、燃油泵座孔9、潤(rùn)滑油泵座孔7及吸排氣口 8均從氣缸本體I的外壁通向其內(nèi)壁。如圖4所示吸排氣口 8傾斜向上地設(shè)于氣缸本體I的缸壁上。如圖1、圖5及圖9所示，在氣缸本體I上設(shè)有4個(gè)吸排氣口 8以及4個(gè)噴油嘴孔11 ;如圖3所示，4個(gè)吸排氣口8沿氣缸本體I周向均布；如圖6所示，4個(gè)噴油嘴孔11也沿氣缸本體I周向均布。在該缸體上還設(shè)有2個(gè)燃油泵座孔9和2個(gè)潤(rùn)滑油泵座孔7 ；2個(gè)燃油泵座孔9分別位于氣缸本體I相對(duì)兩側(cè)的缸壁上,2個(gè)潤(rùn)滑油泵座孔7則位于氣缸本體I同一側(cè)的缸壁上。在氣缸本體I上還設(shè)置有清掃孔12和呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的散熱片3，散熱片3從其頂部到根部的片筋高度低于分隔凸筋2從其頂部到根部的凸筋高度。在氣缸本體I的上下兩端位置分別設(shè)有沿周向布置的環(huán)狀分隔凸筋2，該兩環(huán)狀分隔凸筋2構(gòu)成冷卻水水腔凹槽14的上底邊和下底邊。位于氣缸本體I上端的環(huán)狀分隔凸筋2上可不設(shè)置密封面及密封槽5，而下端的環(huán)狀分隔凸筋2的密封面上則可設(shè)置多道密封槽5。
[0032]如圖1及圖3所示，在氣缸本體I正面從上至下在同豎直線上依次設(shè)置有兩個(gè)潤(rùn)滑油泵座孔7、一個(gè)燃油泵座孔9和一個(gè)噴油嘴孔11，分隔凸筋2圍繞該潤(rùn)滑油泵座孔7、燃油泵座孔9和噴油嘴孔11而形成矩形的容納上述缸壁通孔的油品通口凹槽4。在油品通口凹槽4兩側(cè)的分隔凸筋2又曲折地圍繞吸排氣口 8也構(gòu)成矩形的吸排氣口凹槽6，位于油品通口凹槽4下端的分隔凸筋2與氣缸本體I下端環(huán)形分隔凸筋2之間連有豎直布置的分隔凸筋2，該段分隔凸筋2上設(shè)有通向氣缸內(nèi)壁的清掃孔12。
[0033]如圖7。圖8及圖9所示，氣缸本體I后面的分隔凸筋2及其圍成的吸排氣口凹槽6和油品通口凹槽4與正面凸筋呈對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，其與正面的區(qū)別在于油品通口凹槽4中僅設(shè)置有燃油泵座孔9和噴油嘴凹槽10。
[0034]如圖5和圖6所示，位于氣缸本體I腰部?jī)蓚?cè)的分隔凸筋2圍成兩個(gè)矩形的噴油嘴凹槽10，因此在本實(shí)施例中，分隔凸筋2在缸體外壁沿周向和軸向曲折地圍成兩個(gè)油品通口凹槽4、四個(gè)吸排氣口凹槽6和兩個(gè)矩形噴油嘴凹槽10，上述凹槽均向外敞開(kāi)通向大氣。與之相對(duì)應(yīng)分隔凸筋2的另一側(cè)形成水腔凹槽14.分隔凸筋2的外端頂面為密封面，在該密封面上沿長(zhǎng)度方向均布有若干用于安裝固定水腔外殼13的螺紋孔，密封面上還設(shè)有用于安裝密封條的密封槽5，用于分隔吸排氣口凹槽6和油品通口凹槽4的分隔凸筋2的凸筋段可不設(shè)密封面及其密封槽5。在水腔凹槽14對(duì)應(yīng)的位置上用于覆蓋水腔外殼13，連接螺栓將水腔外殼13的殼體邊緣密封地固定安裝于分隔凸筋2的密封面上，從而使水腔凹槽14和水腔外殼13構(gòu)成冷卻水腔。
[0035]圖10、圖11、圖12及圖13示出了本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)視圖。與上述實(shí)施例不同之處是本實(shí)施例中，分隔凸筋2圍成了四個(gè)呈長(zhǎng)方形的吸排氣口凹槽6、一個(gè)也呈長(zhǎng)方形的油品通口凹槽4和一個(gè)矩形的噴油嘴凹槽10。同樣分隔凸筋2另一側(cè)也為可與水腔外殼13密封地構(gòu)成冷卻水腔。該實(shí)施例的筒式柴油打樁錘下氣缸上可安裝一個(gè)燃油泵、兩個(gè)噴油嘴和兩個(gè)潤(rùn)滑油泵，燃油泵通過(guò)燃油管與噴油嘴相連通。
[0036]圖14、圖15示出了本實(shí)用新型的又一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)視圖。與上述不同是在本實(shí)施例中，分隔凸筋2仍圍成四個(gè)呈長(zhǎng)方形的吸排氣口凹槽6，在缸體上分隔凸筋2僅圍成一個(gè)油品通口凹槽4，該油品通口凹槽4中設(shè)有兩個(gè)潤(rùn)滑油泵座孔7、一個(gè)燃油泵座孔9和一個(gè)噴油嘴孔11。
[0037]上述僅舉出了本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不局限于此。根據(jù)下氣缸體上吸排氣口數(shù)量、噴油嘴數(shù)量及各種油品通口數(shù)量和設(shè)計(jì)布置位置的不同，其分隔凸筋的曲折路徑將發(fā)生變化。但只要采用氣缸本體與分隔凸筋采用一體成型結(jié)構(gòu)，以及分隔凸筋分隔圍成外通的凹槽和水腔凹槽的結(jié)構(gòu)，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，包括氣缸本體(I)，該氣缸本體(I)上設(shè)有若干穿過(guò)缸壁的缸壁通孔，其特征在于:在氣缸本體(I)上還設(shè)有曲折的分隔凸筋(2)，所述缸壁通孔位于該分隔凸筋(2)所圍成的通孔凹槽中，分隔凸筋(2)的另一側(cè)則形成水腔凹槽(14);分隔凸筋(2)與氣缸本體(I)采用一體成型結(jié)構(gòu)；分隔凸筋(2)外端設(shè)有密封面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，其特征在于:所述缸壁通孔至少包括吸排氣口(8)和噴油嘴孔(11)，所述通孔凹槽至少包括吸排氣口凹槽(6)和噴油嘴凹槽(10);所述吸排氣口(8)位于吸排氣口凹槽(6)中，所述噴油嘴孔(11)位于噴油嘴凹槽(10)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，其特征在于:所述缸壁通孔包括吸排氣口(8)、噴油嘴孔(11)、燃油泵座孔(9)和潤(rùn)滑油泵座孔(7);所述通孔凹槽包括吸排氣口凹槽(6)、噴油嘴凹槽(10)和油品通口凹槽(4)，所述吸排氣口(8)設(shè)于吸排氣口凹槽(6)中，在所述噴油嘴凹槽(10)中設(shè)有噴油嘴孔(11)，在油品通口凹槽(4)中設(shè)有噴油嘴孔(U)、燃油泵座孔(9)和潤(rùn)滑油泵座孔(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，其特征在于:設(shè)于分隔凸筋(2)外端的密封面采用平面、槽面或榫面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，其特征在于:所述分隔凸筋(2)外端密封面采用設(shè)有密封槽(5)的槽面結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，其特征在于:所述分隔凸筋(2)密封面上設(shè)有用于連接水腔外殼(13)的螺紋孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，其特征在于:在氣缸本體(I)外側(cè)面設(shè)有散熱片(3)，該散熱片(3)的片筋高度低于分隔凸筋(2)的凸筋高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有水腔凸筋的整體式下氣缸，其特征在于:所述散熱片(3)為環(huán)形翼片狀結(jié)構(gòu)，在與各散熱片(3)交錯(cuò)設(shè)置的分隔凸筋(2)上設(shè)有穿過(guò)氣缸本體(I)缸壁的清掃孔(12)。
【文檔編號(hào)】F15B15/14GK204025219SQ201420476838
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】許清, 王韻臣, 馮啟陽(yáng), 孟春明, 王小娟 申請(qǐng)人:江蘇巨威機(jī)械有限公司