MENCK液压打桩锤减振环故障及维修

杜生猛，杨光跃

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

1 MENCK液压锤简介

MENCK液压锤主要应用于施打管桩的桩基工程，我公司于2013年购进MHU800S型液压打桩锤1台，配套MHP1600型液压动力柜1个，该锤先后用于港珠澳大桥桥墩桩基施工、福建龙源海上风电项目桩基施工、海油工程公司的东营垦利项目导管架定位桩的施工。

MENCK液压锤主要包括以下这几个部分：液压动力站，控制室，液压管线，电缆线，锤体。液压动力站由2台卡特C18系列发动机作为动力源，各自驱动2台主液压泵，主泵输出的高压液压油经合流后，经控制机构驱动液压锤锤芯的上升与下降，锤击下方的砧铁，再传导到桩墩上，完成对钢管桩的锤击过程。

液压锤工作过程如下：当控制系统给出提锤信号，主阀上的电磁阀得电，阀芯换到提升侧，高压油经过滤器、电磁阀去推动主阀阀芯，使液压油缸上腔室与低压回油侧连通，而高压油从油缸下腔室进油，将活塞连油缸杠往上顶，而将锤芯提起来。同时安装在锤箱体上的行程传感器，检测数据传递给控制系统，计算锤芯提起的高度，当高度达到设定值时，控制系统给出换向信号，主阀上的电磁阀失电，阀芯回位，换到下降侧，高压油经过滤器、电磁阀推动主阀阀芯，将液压油缸上腔室与高压油侧连通，高压油迅速进入上腔室。由于上腔室的截面积比下腔室大，所以有一个向下的推力，锤芯在重力及高压液压油推力的双重作用下，加速向下落，撞击到下方的砧铁，再作用到桩上，完成一次锤击过程。

2 减振环故障及维修

2.1 减振环结构

减振环位于锤芯及砧铁中间，是一个环形结构，是该型液压锤的主要缓冲装置，吸收来自锤芯下方砧铁的大部分反弹冲击力，减少反弹对锤芯及锤体的冲击磨损。减振环构造是在一个铁环上分布着18个减振器，每个减振器都由1个气缸及活塞组成，每个都填充高压氮气，就好似一个个高压气弹簧。该减振环总重量1．2t。

2.2 故障现象及诊断

在一次例行检查液压锤的过程中，发现减振环18个减振器中大部分氮气压力明显不足，可能氮气泄露造成压力不够，于是对压力明显不足的共计14个减振器补充氮气，压力充至额定压力270bar，并做好记录；待第二天复测时，发现还有10个减振器压力下降严重，后决定更换这些减振器单向阀，再进行充气，保压24小时复测后发现仍有7个减振器压力下降厉害，这个情况是不能进行打桩作业的。根据这个情况，我们认为减振环内部磨损的可能行很大，应该是密封件什么的磨损过度，造成氮气泄漏厉害，保不住压。于是决定对减振环进行拆解修理，检查减振环气缸，密封环及气缸活塞等磨损情况，再进行具体的维修。

2.3 维修前准备

由于减振环是安装在桩锤箱底座里面，固定在锤体上的，要对其进行分解修理，需要将液压锤进行解体，从锤底座处，分离开桩套筒，才能看到减振环。本次维修主要设备材料如下：公司起重12#200t起重船做为主起重设备，1台16t汽车吊做为辅助起重设备，1台3t叉车配合，额定压力1．0MPa，0．6m3的气泵1台，液压扭矩扳手1个，气动扳手1个，U型钢板1块，2m×6m路基箱4块，20cm方木30根。

2.4 维修过程

（1）对锤进行解体。①首先用起重船将锤垂直吊起，放置到预先放好的路基箱上面，现场搭建好脚手架平台，将锤底座与套筒的连接螺栓全部拆掉。②提前摆放好放锤支架，方木等，用起重船吊起锤体，放置到方木上，慢慢放倒至检修支架上面，桩套筒及砧铁还留在原位。③清理砧铁上的油污，检查发现密封O型圈有磨损，于是更换新的O型圈共2道，铜环不太光滑，也进行了打磨处理。

（2）取出减振环。①液压锤放倒后，先对锤底座内外表面进行清洁，然后将18个减振器进行复放气，将氮气彻底放干净，气缸活塞推入顶部，再将6条固定螺栓拆掉。②在减振环上装上4个吊环(有专门的带螺纹安装孔)，用汽车吊吊着U型钢板，下端伸到减振环内侧，由于减振环与底座孔内壁接触紧密，阻力很大，于是我们用5t手拉葫芦挂着钢丝绳，一端挂在吊环上，将减振环整个拽出，将取出的减振环放置到双排货车上，拉至维修车间。

（3）维修减振环。①在车间，先对减振环的表面清洗干净。然后平放在两根方木上，后端盖朝上；拆掉后端盖固定螺栓，取下18个后端盖。②将减振环吊着立起来，把每个气缸的活塞都推出去，然后把减振环壳体平放，端盖口朝上放置。③检查每个气缸室的磨损情况，有部分气缸室有麻点、烧蚀的痕迹，先用粗砂纸蘸液压油打磨，最后用细砂纸再磨光。气缸室的锥形入口有几处明显剌手，也都一一打磨光滑。虽然减振环壳体有不同程度磨损，但是总的来说还能用。④检查气缸活塞，发现密封环大多磨损较严重，于是将活塞上的密封环都去掉，活塞本体也都有不同程度磨损，但问题不大，将异常凸起的地方用细砂纸打磨光滑。待活塞表面都处理平滑后，再用棉纱将其表面擦拭干净，即开始更换活塞密封环。每个活塞上有4道密封环，每道密封环是由一个O型圈及硬环组成，O型圈在内侧，主要起支撑硬环的作用，O型圈弹性大，是直接就安装到位的，而把硬环放在加热至80℃的液压油里浸泡，待泡软之后挨个安装到活塞上。注意密封环的方向，台阶分别朝向两端。⑤在已更换好密封环的活塞上均匀涂抹少许专用油，之后挨个将活塞安装到减振环气缸室里，这里用粗1寸左右的铜棒，4磅的铁锤，将活塞砸进去，至低于减振环的端面1cm左右，注意入口处别伤到密封环，然后每个腔室倒入少许专用油(20ml左右)。⑥每个端盖上更换新的O型圈，并均匀涂抹少许WINIX2000二硫化钼油脂(端盖与环体的接触面及O型圈上面)，然后挨个装到每个气缸孔上面，将固定螺栓挨个拧好，用扭矩扳手拧紧，扭矩950N·m。⑦充氮气，试压：把充氮机与氮气瓶、压缩空气软管、充氮高压软管连接好，将每个减振器气缸的压力充至300bar。保压24小时后，复测压力，测得每个气缸压力都不低于280bar，证明减振器的密封都没有问题。

（4）安装减振环。将减振环运至修锤现场，准备安装减振环；安装之前，先将锤足筒子里面用抹布擦拭干净，安装位置均匀涂抹二硫化钼油脂，然后用吊车挂上U型板，吊着减振环往里对位，口入进去之后，用叉车将减振环顶进去，然后将U型板撤走，再对减振环的安装孔与里面的螺栓孔位置，微调也用叉车挑，对正之后，即将减振环固定螺栓穿入，进行安装，紧固扭矩是7400N·m，分三步进行紧固，逐步加大扭矩，液压扳手对应的最终压力为555bar。

（5）组装锤体与桩套筒。减振环安装紧固完毕，即着手准备最后的总装，用现场起重船配合组装，从船上引下一根尼龙绳做辅助缆绳，绕一圈牵引到锤底座的吊点上，用卡环锁住。然后用起重船将锤吊着立起来，目测锤底座高过套筒上砧铁的位置后，将锤体往套筒方向移动，稳当后，调整锤体位置，至砧铁能进去减振环内时，然后下放锤体到套筒上方，至有5公分左右缝隙，对底座安装孔与锤套筒上螺栓孔的位置，牵引缆绳调整对正后，将锤体完全落到套筒上面，然后安装螺栓，先用气动扳手进行初步紧固，然后用液压扳手紧固，也是分三步进行，逐步加大扭矩，最后紧固扭矩是5000N·m，对应压力375bar，最后复紧1遍。

至此，整个维修过程就结束了，过程中改进了检测减振环氮气压力的方法，以前的方法是用充氮机直接打压，然后看充氮机上表针压力快速上升结束，转为缓慢上升时的压力，即为减振器氮气压力，这种方法测得的压力值存有一定的误差。现在的方法是先用充氮机打压到比预定压力低20bar左右的压力，然后将充氮工具尾部的旋杆往里顶，顶开单向阀，让里面的氮气溢出，此时表针上的压力即为减振器氮气压力，较为准确。

3 结语

减振环作为MENCK液压锤的一个重要部件，相对来说也是比较容易磨损的部件，更换一次密封环后能使用多久，还得看后续实际使用情况。现在该锤维修完毕后已经施打了3000多锤，对18个减振器测压，结果亦都在正常范围内。但是在锤的后续使用过程中，我们不可掉以轻心，操作人员要密切关注减振环各个减振器的压力值，经常性的测压，及时补充氮气；同时，由于在海上风电项目桩基工程中，多施打斜桩，对桩套筒内支撑筋板进行改造的时候，应严格将桩与套筒的间隙量控制在25mm以内，以20mm到25mm之间为好，减少桩与锤之间的轴心角度，这样会尽量减少锤的偏击，以使锤芯、减振环、砧铁受力均衡。

好的设备需要我们去精心维护和保养，了解以及熟悉设备是第一步，熟悉它的工作原理，熟知它的维护保养方法，才能更好地使用好设备，当设备出现故障的时候，也能快速的解决故障，保证设备的正常使用，使我们的机械设备更好地服务于工程建设，充分发挥它的价值，对于MENCK液压打桩锤这种重要的大型桩基设备来说，尤其如此。

[1]《MHU800S液压锤操作和维护手册》(MENCK公司)．

[2]《MHP1600操作和维护手册》(MENCK公司)．

[3]《MHU800S装配图纸合集》(MENCK公司)．