蒸汽錘

英國人J·內(nèi)史密斯是位多產(chǎn)的發(fā)明家，曾經(jīng)研制過小蒸汽機車，并且發(fā)明了被稱之為“內(nèi)史密斯鋼臂”的挫床。盡管他的名氣已經(jīng)不小了，但真正令他在世界上一舉成名的是他1841年發(fā)明的蒸汽錘。人們早就在尋找一種能夠鍛打大塊工件的工具，因為隨著工業(yè)的發(fā)展，早先靠人力鍛打加工零件，已不能滿足社會需求。諸如火車、輪船上的許多部件、靠人力簡直不能動它分毫，再有力氣的鐵匠，也只能望鐵興嘆。所以人們迫切需要更有力量的臂膀和鐵錘。蒸汽機的發(fā)明，為工匠們帶來一線曙光，機械師們開始考慮利用蒸汽機產(chǎn)生的巨大能量來實現(xiàn)夢想。1836年，法國巴黎的一位叫F·卡韋的工廠廠主就已經(jīng)制出了蒸汽錘，但還不是十分完善，直到1841年，內(nèi)史密斯制造出了他的形如站立的“人”字的龐然大物。內(nèi)史密斯年輕時就對蒸汽機十分著迷，19歲的時候，他就自制了一臺小蒸汽機車，在愛丁堡的街上行駛了好幾個月。他所發(fā)明的蒸汽錘已十分完善，鍛打能力極強。1851年，他的蒸汽錘被送到世界博覽會上參加展覽，在汽笛聲中，許多大鐵塊在蒸汽錘的鍛打下如同藝人手中的橡皮泥一樣，人們看到這一情景禁不住發(fā)出了陣陣驚嘆。從此以后，內(nèi)史密斯名揚天下。蒸汽錘的發(fā)明，對重錘冶金工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了極其重要的作用。

蒸汽錘有許多優(yōu)點：它可以做成超大型的，可以打斜樁，打水平樁，甚至打向上的樁；蒸汽錘的沖擊能量可以在25%-100%的范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)。因此打樁的精度高，大錘可以打小樁，樁頭應(yīng)力小；蒸汽錘不象柴油錘會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，所以長時間運轉(zhuǎn)性能不會改變；蒸汽錘的運轉(zhuǎn)不受土壤軟硬的影響，而柴油錘在軟土上往往不能啟動；蒸汽錘可以在水下打樁；蒸汽錘工作時本身不排出有害氣體。2100433B

蒸汽錘是一種較古老的樁工機械。由于蒸汽錘需要配備一套龐大的鍋爐設(shè)備，使用不方便，所以被后來發(fā)展起來的柴油錘所代替。

但是，近來柴油錘受白重和排氣污染及噪聲的限制，難于向大型發(fā)展，不能滿足許多大型樁基礎(chǔ)施工的要求，蒸汽錘又重新發(fā)展起來。

蒸汽錘按用途可分為自由鍛錘、模鍛錘和板料沖壓錘三類。自由鍛錘的機 架與砧座分開；模鍛錘的機架安裝在砧座上，導(dǎo)軌 較長，能使上下模對準并增大錘的結(jié)構(gòu)剛性，以獲得精確的鍛件； 板料沖壓錘與模鍛錘的結(jié)構(gòu)相仿。 蒸汽模鍛錘可以鍛出各種形狀復(fù)雜的鍛件，但錘擊時振動較大，須有較沉重的砧座和巨大的基礎(chǔ)。

蒸汽錘根據(jù)其工作情況可分為：單動式——沖擊體只在上升時耗用動力；下降靠自重；雙動式——活塞升降均由蒸汽推動；差動式——活塞上升時由蒸汽推動，而下降時由上下壓力差推動。

蒸汽錘單動式蒸汽錘

單動式蒸汽錘有：人工操縱，半自動操縱和自動操縱式。

（1）人工操縱式

這種蒸汽錘構(gòu)造簡單，它以活塞桿通過頂心支持在樁頭上，汽缸上下運動，進行錘擊。在汽缸頂部有一個三通閥。轉(zhuǎn)換三通閥，可以使汽缸的上腔接氣源或接大氣。這一三通閥由操作者通過牽索控制。當拉動牽索使三通閥接通汽源，蒸汽進入汽缸上腔，由于活塞頂在樁頭上不能下降，結(jié)果蒸汽壓力將汽缸頂起。當汽缸升至一定高度以后，操作者松開牽索，切斷汽源，并使汽缸上腔接大氣。汽缸內(nèi)的廢氣排入大氣，壓力驟降，汽缸自由下落，沖擊樁頭。

在汽缸缸體中部有一個小孔。當汽缸上升，小孔升至活塞上方時，蒸汽由這個小孔沖出，發(fā)出哨音，警告操作者，轉(zhuǎn)換三通閥。如果來不及變換三通閥，繼續(xù)進入的蒸汽可由此孔推出，以免汽缸升起過高使它的底部與活塞相碰，將活塞桿的頂心從樁頭上拔起。

人工操作單動蒸汽錘構(gòu)造簡單，工作可靠。但其缺點較多：沖擊頻率低，只有20—25r/min；供汽軟管隨汽缸上下運動，容易損壞；這種樁錘生產(chǎn)效率低，而耗氣量大。

（2）自動操縱式

自動操縱式單動汽錘生產(chǎn)率高，可以自動工作，并能無級調(diào)節(jié)沖擊能量，是一種較先進的蒸汽錘。這種蒸汽錘中最大型的，其沖擊體的重量為125t。

現(xiàn)以其中沖擊體為80t的為例：它的沖程為1.5m，打擊能量為1200kN·m，可以打480t重直徑2.5m的樁。但這種蒸汽錘的總重并不大，全錘本身僅重150t，所以除80t的沖擊體外，不參加沖擊的重量僅70t，小于沖擊體的重量。這種錘的沖擊次數(shù)為每分鐘36次，采用1.1MPa的蒸汽（或7-8MPa的壓縮空氣），耗汽量18.6m³/h。

蒸汽錘雙動式蒸汽錘

雙動式蒸汽錘與單動式的主要區(qū)別就在于沖擊體下降除靠重力外，還受到蒸汽壓力的推動，這給雙動式帶來許多優(yōu)點。圖2-12是一種由活塞驅(qū)動的雙動式蒸汽錘。

錘體的上部是汽缸1，汽缸活塞2通過活塞桿帶動沖擊體3。為了防止沖擊體轉(zhuǎn)動，裝有導(dǎo)向健10。蒸汽錘工作時，沖擊體沖擊砧座4，經(jīng)砧座把沖擊力傳至樁頭。

汽缸內(nèi)活塞的升降是受汽閥6的控制，汽閥6為一轉(zhuǎn)閥，左右轉(zhuǎn)動共45°。汽閥的轉(zhuǎn)動是受沖擊體升降的控制，而沖擊體又是與活塞連同動作的。所以，雙動式蒸汽錘的換向是自動進行的。

(2)蒸汽機樁機的鍋爐安全附件(壓力表、水位儀、安全閥)應(yīng)齊全完好，卷揚機等傳動部位應(yīng)有防護罩，并及時清理爐渣，注意防火。

(3)行走樁架的方木應(yīng)對稱搭接鋪設(shè)，方木接頭應(yīng)錯開，鋪平；樁機滑移走管傾斜度不得大于1度；樁機橫移至走管終端的距離，不得小于1m；走管端頭應(yīng)墊實。并設(shè)專人收緊左右纜風(fēng)繩。

(4)卷揚機卷筒鋼絲繩應(yīng)排列整齊。

(5)液壓滑船式樁機，前后油缸應(yīng)交替循環(huán)頂升或下降，每次動作油缸行程不得超過10cm，嚴禁單向一次大距離動作，確保樁機穩(wěn)定。

(6)各類蒸汽打樁機在30m以上時，應(yīng)設(shè)纜風(fēng)繩。

(7)作業(yè)停止時，應(yīng)將樁錘落下，切斷電源，走管式樁機左右纜風(fēng)繩固定好。

(1)樁架組裝起扳(或拆放)時，應(yīng)嚴格按該機所規(guī)定的要求進行操作：

①設(shè)附加配重的樁架，應(yīng)先將配重裝置好；

②平臺前端及導(dǎo)桿鉸座的下面應(yīng)鋪平墊實；

③作業(yè)前所用連接螺栓，銷子應(yīng)有專人檢查緊固；

④作業(yè)時，樁錘在高處，樁機不得行走，起錘時不得在錘下作業(yè)；

⑤樁機周圍5m以內(nèi)應(yīng)無高壓線路，作業(yè)區(qū)應(yīng)設(shè)明顯標志。