设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程2010年第5期
具有高压蓄能器的液压打桩锤性能研究
化世阳，胡均平，王涛，郭勇
（中南大学机电工程学院，长沙410083）
摘要：高压蓄能器是氮爆式液压打桩锤液压系统中的关键部件之一，为深人研究高压蒂能器与主油路不同连接形式对液压打桩锤系统压力波动幅度，打击额率以及系统工作稳定性的影响，现以ZCY7O液压打桩锤为例，采用MATLAB/Sim-ulink/Simscape基于原理图的物理仿真工具模块进行建模仿真。通过对有、无高乐器能器时系统的对比仿真分析，得出高压蓄能器对减小系统压力波动幅度和直接提高打击频率具有积极作用；通过对有、无单向节流阀时系统的对比仿真分析，得出单向节流阀对提高系统工作稳定性其有重要作用。研究结果对更进一步研究液压打桩锤的工作机理，以及国产液压打桩锤整体性能的提升具有重要意义。
关键词：仿真：液压打桩锤：高压薪能器；单向节流阀
中图分类号：TH137.7文献标识码：A文章编号：1671—3133(2010)05—0111—05
Theeffectstotheperformanceofthehydraulicpilinghammerby
theconnectingmannersofthehighpressureaccumulator
HUA Shi-yang,HU Jun-ping, WANG Tao,GUO Yong
(College of Mechanical and Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410083,China)
Abstract: The high pressure accumulator is one of the most important parts of the nitrogen-exploding hydraulic piling hammer hy draulic system. To research the magnitude effects that the different connecting manners of high pressure accumulator bring to the pressure fluctuating range,the beating frequency and the stability of the system. The ZCY70 type hammer was taken for example. And the software MATLAB/Simulink/Simscape which is a simulating tool base on principle was used to molding and simulating, From the contrast simulations that whether there is a high pressure accumulator in the system,know the positive effects that the high pressure accumulator brings to alleviate the pressure fluctuation range and to increase the beating frequency, From the con-trast simulations that whether there is an orifice check valve in the system,the important effect the orifice check valve brings to improve the stability of the system can be found. Furthermore,it has practical significance to further research of the mechanism of
the hydraulic hammer as well as the improvement of the whole performance of the homemade hydraulic pile hammer. Key words :simulation;hydraulic piling hammer;high pressure accumulator;orifice check valve
氢爆式液压打桩锤是一种新型的冲击式桩工机械，在施工过程中相对于柴油锤具有噪声低、振动小、无油烟污染，以及打击能量可无级调节等优点，而相对于静力压桩机具有较明显的成本优势，因而逐渐在国内外广泛推广。而国内对氮爆式液压打桩锤工作过程的研究尚不成熟，为进一步使氮爆式液压打桩锤满足市场多方面的需求，对其打桩过程机理的深人研究势在必行1]。
基于高压蓄能器参数的设定及其连接方式对液压打桩锤工作性能有着极为重要的影响，借助MAT LAB/Simulink/Simscape基于原理图的物理仿真工具模块对高压落能器参数的设定进行优化，并对其连接
，湖南省科技厅计划项目（2008JT1014）万方数据
方式进行研究。
系统工作原理 1
氮爆式液压打桩锤是采用气-液联合做功的新型打桩锤，其工作原理如图1所示。主控换向阀8在左端油液与右端气体的共同作用下分别控制插装阀5、插装阀6的开合，进而控制打桩油缸3（以下简称油缸)的伸缩。在初始状态下，打桩油缸在桩锤重力和打桩油缸上腔（无杆腔）气体的作用下活塞寒杆处于伸出状态，此时主控换向阀8左端通过行程阀12与控制油路连接，而由于控制压力大于气体预充力，使主控
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