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护栏打桩机氮爆式蓄能控制仿真研究

  目前已有许多对提高桩体贯入效率的研究,提出了土塞效应判断以及溜桩预测分析的方法对大直径超长桩的可打入性进行了分析,指出预测土阻力是提高打桩效率的关键;等人提出了一种由压力反馈气液联合驱动主控换向阀的氮爆式液压护栏打桩机,它可以根据不同的工况,在系统工作压力范围内调节桩锤的行程,提高打击效率;等人研究了单杆单作用气体储能式冲击缸,采用气液复合驱动技术提高落锤速度和打击能。

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  从而提高工作效率。然而,通过改进护栏打桩机液压驱动系统以提高护栏打桩机工作效率的研究还较少。氮爆式液压护栏打桩机是一种适于海上桩基施工的新型设备,它是利用压缩气体产生的压力、高压油和桩锤自重的复合作用力进行打桩作业的[5],与目前较常用的柴油锤护栏打桩机相比,具有打击能量高、工作速度高、环境适应性强、污染小[等优点。某型氮爆式液压护栏打桩机采用单杆液压缸,由于在高压、大流量且其工作切换频繁的条件下.高压蓄能器响应较慢,流人油缸下腔的流量不平稳.且桩锤质量大.难以使桩锤达到设计的上升速度。影响打桩效率。本文提出差动式氮爆护栏打桩机的液压驱动系统方案.即桩锤在上升过程中,利用双杆液压缸的结构特点构造差动回路.补充油缸下腔的供油量,提高桩锤上升速度,保证在打击能基本不变的情况下,缩短打桩周期,提高打桩效率。


护栏打桩机氮爆式蓄能控制仿真研究


  2液压回路工作原理

  某型海上氮爆式液压护栏打桩机如图1所示。主要由锤架、驱动装置、冲击缓冲装置和液压系统等组成。

  在桩锤上升阶段,各换向阀处于图2所示位置时即为桩锤上升工况.换向阀6.1处于左工位。换向阀6.2处于右工位;此时,插装阀7.1的上腔接通油箱,没有背压,处于可以被轻易开启状态,插装阀7.2上腔接通高压油,阀芯处于关闭状态:当液压泵开始工作时,高压油顶起插装阀7.1的阀芯从而流入有杆腔,桩锤不断上升,氮气被压缩;另外,部分高压油流入高位蓄能器储能,以减缓桩锤下降时管路压力的下降速度。



护栏打桩机氮爆式蓄能控制仿真研究


  为加快桩锤上升速度.利用双杆液压缸代替原有的液压缸.改进后的差动式氮爆护栏打桩机液压驱动系统原理图如图3所示,当高压油流人上下腔时,由于下腔推力面积远大于上腔,下腔推力克服阻力使桩锤上升,通过构造的差动回路,油缸上腔液压油不断流入下腔,利用局部流量补充了泵体的供油,从而加速桩锤上升,同时,氮气腔体积减小,氮气被压缩, 
  



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