專利名稱：可無級調(diào)節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及樁基礎施工機械，尤其是涉及液壓打樁錘的一種氣液聯(lián)合控制與 驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，國內(nèi)的一些科研院所開始引進國外液壓打樁錘的技術進行試驗、研究。主 要是對國外的幾種液壓打樁錘的液壓系統(tǒng)進行理論研究、系統(tǒng)仿真等，根據(jù)實驗結果，改進 系統(tǒng)回路。其工作方式基本上就是兩種一種是單作用油缸把錘頭提升到預定位置，然后釋 放液壓力，在重力作用下向下沖擊實現(xiàn)打樁；另一種是雙作用油缸下腔進高壓油上腔通回 油把錘頭提升到預定位置，然后上腔進高壓油下腔通回油，在重力和液壓力共同作用下向 下沖擊實現(xiàn)打樁。第一種方式的沖擊能無法達到很大，同時無法遠程實現(xiàn)調(diào)節(jié)沖擊能和沖 擊頻率，也就無法滿足實際施工對沖擊能和沖擊頻率的調(diào)節(jié)要求；第二種方式雖然可以達 到大的沖擊能，但結構復雜，且也無法遠程實現(xiàn)調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率，也即無法滿足實際 施工對沖擊能和沖擊頻率的調(diào)節(jié)要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是提供一種使液壓打樁錘既可達到大的沖擊能目的 又可實現(xiàn)遠程無級調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率，滿足實際施工對沖擊能和沖擊頻率的調(diào)節(jié)要求 的可無級調(diào)節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)。為了解決上述技術問題，本實用新型提供的可無級調(diào)節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁 錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)，包括沖擊重錘、沖擊油缸、沖擊點信號采集閥、主進油錐閥、第一無樁 和低氣壓停止沖擊控制閥、低氣壓信號采集閥、沖擊油缸過載保護閥、回程吸空補油閥、主 回油錐閥、第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥、回油蓄能器、高壓蓄能器、主控閥、高頻低沖 擊能調(diào)壓閥、低頻大沖擊能調(diào)壓閥、沖擊能沖擊頻率切換閥、控制油路蓄能器、無樁信號采 集閥、樁帽，P、0、Pk和T分別是主油路高壓油入口、主油路回油口、控制油入口和泄漏回油 口，沖擊油缸下腔通過主進油錐閥及主回油錐閥交替進高壓油或回油，上腔充氮氣并與主 控閥的Ak3控制口(壓力作用面積為Ak3)相通；主控閥的輸出K2 口和K1 口分別通主進油 錐閥及主回油錐閥的控制腔，控制其交替開關，其控制口 Ak2(壓力油作用面積為Ak2)通 K2 口、控制口 Ak(壓力油作用面積為Ak)接控制油入口 Pk、控制口 Akl (壓力油作用面積為 Akl)接沖擊點信號采集閥。采用上述技術方案的可無級調(diào)節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)， 沖擊重錘向上運動(簡稱回程)由液壓力驅(qū)動、向下運動(簡稱沖程)由上腔氮氣壓力和 沖擊重錘自重聯(lián)合驅(qū)動產(chǎn)生強大沖擊能、回程換向由不斷增大的上腔氮氣壓力與液壓先導 控制壓力比較控制主控閥換向來實現(xiàn)，于是遠程調(diào)節(jié)液壓先導控制壓力即可無級調(diào)節(jié)打樁 錘的沖擊能和頻率。沖擊油缸活塞在下腔進高壓油時帶動沖擊重錘向上運動，沖擊油缸上 腔氮氣壓縮蓄能、氮氣壓力Pq升高，當Pq對主控閥心的作用力Pq Ak3大于控制壓力Pk
3對主控閥心的作用力Pk-Ak時使主控閥換向，進而關閉主進油錐閥、打開主回油錐閥，于是 使沖擊油缸下腔回油，沖擊油缸的活塞及沖擊重錘在自重和氮氣壓力作用下加速向下運動 沖擊樁帽實現(xiàn)打樁，同時沖擊點信號采集閥動作引壓力油到主控閥使其換向，關閉主回油 錐閥打開主進油錐閥實現(xiàn)沖程換向。調(diào)節(jié)Pk大小即可調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率的大小。本實用新型的優(yōu)點和技術效果是1、沖擊油缸下腔為液壓油腔，上腔為密封的氮氣腔，下腔進高壓油時，沖擊油缸活 塞桿帶動沖擊重錘向上運動同時上腔氮氣壓縮蓄能；沖擊油缸下腔通回油時，沖擊重錘在 自重和氮氣壓力的共同作用下加速向下運動沖擊樁帽。所以，相對完全依靠重力產(chǎn)生沖擊 的打樁錘來說，本實用新型可使液壓打樁機的沖擊能最大可提高50%以上。2、沖擊油缸回程換向控制原理是沖擊油缸活塞向上運動使其上腔的氮氣壓力 Pq升高，直至Pq對主控閥心的作用力Pq*Ak3大于控制壓力Pk對主控閥心的作用力Pk -Ak 使主控閥換向，實現(xiàn)回程換向，因此，改變Pk的大小，即可改變主控閥換向時的沖擊油缸氮 氣腔的氮氣壓力大小。由于換向時的氮氣壓力取決于沖擊油缸向上運動行程，而該行程又 決定了沖擊能和沖擊頻率，因此，無級調(diào)節(jié)Pk大小也就無級調(diào)節(jié)了沖擊能和沖擊頻率。綜上所述，本實用新型是一種使液壓打樁錘既可達到大的沖擊能目的又可實現(xiàn)遠 程無級調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率，滿足實際施工對沖擊能和沖擊頻率的調(diào)節(jié)要求的可無級調(diào) 節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型液壓打樁錘氣液壓控制與驅(qū)動原理圖(打擊點位置、主閥心未 換向)；圖2是本實用新型液壓打樁錘氣液壓控制與驅(qū)動原理圖(主閥心已換向、沖擊重 錘向上運動位置)圖中1_沖擊重錘1，2_沖擊油缸2，3_沖擊點信號采集閥3，4_主進油錐閥4， 5_第一無樁和低氣壓停止沖擊控制閥5，6_低氣壓信號采集閥6，7_沖擊油缸過載保護閥 7，8_回程吸空補油閥8，9_主回油錐閥9，10-第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10，11-回 油蓄能器11、12-高壓蓄能器12，13-主控閥13，14-高頻低沖擊能調(diào)壓閥14，15-低頻大沖 擊能調(diào)壓閥15，16-沖擊能沖擊頻率切換閥16，17-控制油路蓄能器17，18-無樁信號采集 閥18，19-樁帽19，P-主油路高壓油入口，0-主油路回油口，Pk-控制油入口，T-泄漏回油
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。參見
圖1，包括沖擊重錘1、沖擊油缸2、沖擊點信號采集閥3、主進油錐閥4、第一無 樁和低氣壓停止沖擊控制閥5、低氣壓信號采集閥6、沖擊油缸過載保護閥7、回程吸空補油 閥8、主回油錐閥9、第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10、回油蓄能器11、高壓蓄能器12、 主控閥13、高頻低沖擊能調(diào)壓閥14、低頻大沖擊能調(diào)壓閥15、沖擊能沖擊頻率切換閥16、控 制油路蓄能器17、無樁信號采集閥18、樁帽19，P、0、Pk和T分別是主油路高壓油入口、主油路回油口、控制油入口和泄漏回油口，沖擊油缸2下腔與主進油錐閥4及主回油錐閥9連 通，沖擊油缸2下腔通過主進油錐閥4及主回油錐閥9交替進高壓油或回油，沖擊油缸2上 腔充氮氣并與主控閥13的Ak3控制口(壓力作用面積為Ak3)相通；主控閥13的輸出K2 口和K1 口分別通主進油錐閥4及主回油錐閥9的控制腔，控制其交替開關，主控閥13的控 制口 Ak2(壓力油作用面積為Ak2)與K2 口相通、控制口 Ak(壓力油作用面積為Ak)接控制 油入口 Pk、控制口 Akl (壓力油作用面積為Akl)接沖擊點信號采集閥3。主進油錐閥4、第一無樁和低氣壓停止沖擊控制閥5、低氣壓信號采集閥6、沖擊油 缸過載保護閥7、回程吸空補油閥8、主回油錐閥9、第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10、 和主控閥13集成為一整體(簡稱集成閥組)，與沖擊油缸2下腔連接管路盡可能短，即集 成閥組與沖擊油缸2要安裝在一起，同樣3個蓄能器回油蓄能器11、高壓蓄能器12、控制油 路蓄能器17也要與集成閥組緊挨在一起安裝；沖擊點信號采集閥3安裝保證在沖擊重錘1 打擊點位置時處于右位，而沖擊重錘1向上運動時又必須處左位；無樁信號采集閥18安裝 保證在整個打樁錘壓在樁上時處下位，沒有樁打樁錘被卷揚吊起時無樁信號采集閥18處 上位；高頻低沖擊能調(diào)壓閥14、低頻大沖擊能調(diào)壓閥15、沖擊能沖擊頻率切換閥16安裝在 司機室內(nèi)對打樁錘進行遙控。為方便控制，保證Ak與Ak3基本相等，Akl與Ak2基本相等； 沖擊油缸2氮氣腔的氮氣初始壓力根據(jù)設計定，一般在0. 5 3MPa ；高壓蓄能器12和回油 蓄能器11充氮氣壓力根據(jù)設計定，一般分別在10 18MPa和0. 3 1. 5MPa ；高頻低沖擊 能調(diào)壓閥14壓力調(diào)為比氮氣腔初始壓力高0. 5 4MPa，低頻大沖擊能調(diào)壓閥15壓力調(diào)為 比高頻低沖擊能調(diào)壓閥14調(diào)壓力高。本實施例的工作原理如下(1)準備樁吊入樁帽19，整個打樁錘通過樁帽19自由壓在樁上，無樁信號采集閥 18處于下位，由于低氣壓信號采集閥6在氮氣壓力Pq作用下處上位，于是第一無樁和低氣 壓停止沖擊控制閥5左控口和第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10右控口通過低氣壓信 號采集閥6與無樁信號采集閥18通泄漏口 T ；沖擊重錘1在沖擊點位置，沖擊點信號采集閥 3處右位；壓力油進入高壓油口 P ；主控閥13中Ak2通過K2腔與其P相通，Akl通過沖擊點 信號采集閥3與P油路相通，Ak3通沖擊油缸2氮氣腔，此時控制油口 Pk無壓力控制油進 入，第一無樁和低氣壓停止沖擊控制閥5、第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10分別處左 位和右位，主控閥13閥心處左位(
圖1示位置)，主進油錐閥4和主回油錐閥9均關閉，沖 擊油缸不動作。(2)進入循環(huán)打樁Pk通入控制壓力油(壓力值為Pk)，在Pk作用下，第一無樁和 低氣壓停止沖擊控制閥5、第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10分別處右位和左位，主控 閥13閥心在Pk作用下?lián)Q到右位(圖2示位置)，Ak2通回油0，主進油錐閥4上控腔通過主 控閥13的K2腔通回油0，主回油錐閥9上控腔通過主控閥13的K1腔通高壓油P，主進油 錐閥4打開，主回油錐閥9關閉，沖擊油缸2下腔進高壓油，沖擊油缸2帶動沖擊重錘1向 上運動，沖擊油缸2上腔氮氣壓縮，氮氣壓力升高，沖擊點信號采集閥3在沖擊重錘1作用 下處左位，Ak通回油0，由于Ak = Ak2，此時主控閥13由力Pk Ak-Pq Ak3作用處于某平 衡狀態(tài)。當沖擊油缸2向上運動到某一位置使Pk Ak小于Pq Ak3，主控閥13向左運動， 主控閥13的K2、Ak2通高壓油，K1通回油，主進油錐閥4上控腔通過主控閥13的K2腔通 高壓油P，主回油錐閥9上控腔通過主控閥13的K1腔通回油0，主進油錐閥4關閉，主回油錐閥9打開，沖擊油缸2下腔通回油，沖擊油缸2在沖擊重錘1自重和沖擊油缸2上腔氮氣 壓力作用下高速向下運動直到打擊樁帽19并通過樁帽19打擊樁進入地基，同時沖擊點信 號采集閥3進入右位，高壓油通過沖擊點信號采集閥3進入主控閥13的Akl 口，主控閥13 閥心運動到右位(
圖1)，進入下一個工作循環(huán)。(3)無樁(或斷樁)防空打保護無樁(或斷樁)時，控制油路蓄能器17處上位， 控制油Pk從控制油路蓄能器17、低氣壓信號采集閥6進入第一無樁和低氣壓停止沖擊控制 閥5左控口和第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10的右控口，第一無樁和低氣壓停止沖擊 控制閥5處左位，第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10處右位，主進油錐閥4、主回油錐閥 9關閉，沖擊油缸2下腔處封閉狀態(tài)，沖擊油缸2處停頓狀態(tài)。(4)氮氣壓力過低保護沖擊油缸2上腔氮氣壓力過低，低氣壓信號采集閥6處下 腔，控制油Pk經(jīng)低氣壓信號采集閥6進入第一無樁和低氣壓停止沖擊控制閥5左控口和第 二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10的右控口，第一無樁和低氣壓停止沖擊控制閥5處左 位，第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥10處右位，主進油錐閥4、主回油錐閥9關閉，沖擊油 缸2下腔處封閉狀態(tài)，沖擊油缸2處停頓狀態(tài)。
權利要求一種可無級調(diào)節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)，包括沖擊重錘(1)、沖擊油缸(2)、沖擊點信號采集閥(3)、主進油錐閥(4)、第一無樁和低氣壓停止沖擊控制閥(5)、低氣壓信號采集閥(6)、沖擊油缸過載保護閥(7)、回程吸空補油閥(8)、主回油錐閥(9)、第二無樁和低氣壓停止沖擊控制閥(10)、回油蓄能器(11)、高壓蓄能器(12)、主控閥(13)、高頻低沖擊能調(diào)壓閥(14)、低頻大沖擊能調(diào)壓閥(15)、沖擊能沖擊頻率切換閥(16)、控制油路蓄能器(17)、無樁信號采集閥(18)、樁帽(19)，P、O、Pk和T分別是主油路高壓油入口、主油路回油口、控制油入口和泄漏回油口，其特征是所述的沖擊油缸(2)下腔與所述的主進油錐閥(4)及主回油錐閥(9)連通，所述的沖擊油缸(2)上腔充氮氣并與所述的主控閥(13)的Ak 3控制口相通；所述的主控閥(13)的輸出K2口和K1口分別連通所述的主進油錐閥(4)及主回油錐閥(9)的控制腔，所述的主控閥(13)的控制口Ak 2與K2口相通、控制口Ak接控制油入口Pk、控制口Ak 1接所述的沖擊點信號采集閥(3)。
專利摘要本實用新型公開了一種可無級調(diào)節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)，包括沖擊油缸(2)、沖擊點信號采集閥(3)、主進油錐閥(4)、主回油錐閥(9)、主控閥(13)，沖擊油缸(2)下腔與主進油錐閥(4)及主回油錐閥(9)連通，沖擊油缸(2)上腔充氮氣并與主控閥(13)的Ak3控制口相通；主控閥(13)的輸出K2口和K1口分別連通主進油錐閥(4)及主回油錐閥(9)的控制腔，主控閥(13)的控制口Ak2與K2腔相通、控制口Ak接控制油Pk、控制口Ak1接沖擊點信號采集閥(3)。本實用新型是一種使液壓打樁錘既可達到大的沖擊能目的又可實現(xiàn)遠程無級調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率，滿足實際施工對沖擊能和沖擊頻率的調(diào)節(jié)要求的可無級調(diào)節(jié)沖擊能和頻率的液壓打樁錘氣液控制驅(qū)動系統(tǒng)。
文檔編號E02D7/10GK201649087SQ201020148409
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權日2010年4月1日
發(fā)明者劉利民, 肖贊芳 申請人:湖南華宇生物工程機械有限公司