低空间落锤式打桩机液压系统

7.1.2　低空间落锤式打桩机液压系统

机械设备具有工作循环时间短，各执行机构启动制动频繁、负载变化大、振动冲击多、工作环境恶劣、维护条件差等工况特点，利用液压技术传递功率大、体积小、结构简单、易于进行过载保护和远距离遥控操纵等优点，可以提高设备的技术水平、作业效率以及安全可靠性、舒适性和适应性。

现以低空间打桩机为例进行例说明。

1．主机功能结构

低空间落锤式打桩机的功用是在现有建筑物低空间打桩，以满足现有建筑物加高、地基加固、纠偏、扶正等施工需要。该机采用液压传动，如图7-4所示。

打桩机作业时，首先整体移动打桩机并夹紧；根据打桩的现场的桩位布局，预先用枕木1和槽钢铺设一段简易导轨2，并将打桩机组装在导轨上，使自动夹紧装置3处于松开状态；然后用人力将整机移至需要打桩的位置，在移动过程中松开的夹紧装置仍能起保护作用，用以防止整机移动过程中可能出现的倾翻现象；当将打桩机准确地移动到需要打桩的新桩位时，通过液压系统使夹紧装置将打桩机紧紧地固定在导轨上，以保证打桩机能正常工作。接着进行桩机的调整；当打桩机在新的桩位被固定好后，用液压站操纵液压缸5，经自动挂钩机构7，将桩锤6提升到某一高度；然后通过液压缸12驱动，使自动打桩滑架11上升到合适位置，并调整滑架11上的接近开关10和13。以确定桩锤6的提锤高度和打桩行程；通过电葫芦9将预制水泥桩15调入桩位，并放下滑架11使桩帽14完全落在桩15上。在完成了上述工作后，即可开始自动打桩。

图7-4　低空间落锤式打桩机结构示意图

1-枕木；2-导轨；3-自动夹紧装置；4-机架；5-提锤液压缸；6-桩锤；7-自动挂钩机构；8-滑轮

9-电葫芦；10，13-接近开关；11-滑架；12-滑架升降液压缸；14-桩帽；15-分段式预制水泥桩；16-液压站

自动打桩的过程如下：当提锤缸5通过机构7等将桩锤提升至要求的高度时，装在自动挂钩7上的位置测量杆逼近装在滑架11上的接近开关10发信，使安装在自动挂钩7上的电磁铁7YA通电，以克服弹簧力的作用实现自动挂钩7与桩锤6的自动脱钩，桩锤沿着滑道以仅次于自由落体运动速度进行打桩，与此同时缸5也开始反向运动，使自动挂钩7也向下运动，由于自动挂钩7向下运动的速度低于6的准自由落体运动，所以当7接近6时，6已完成了打桩运动，并停留在桩帽14上；此刻7继续向下运动，当7与6将要接触时，7上的测量杆也与装在滑架11上的接近开关13接近，13发信号使自动挂钩7上的电磁铁7YA断电，在弹力的作用下实现7与6自动接近，并使缸5再次向上运动，实现再次的提锤运动。另外，由于滑架与桩帽是固连的，所以当桩帽随着桩锤的锤击与桩一起下移时，滑架也跟随桩帽一起下移，以保证桩锤的有效行程和打桩的自动进行。当一根预制桩打完后，采用接桩的方法重复上面的过程，直至达到预定的打桩要求。

在将打桩机移到新桩位前，应把桩锤和滑架放到最低位置，以降低整机的重心，然后再移动桩机，当全部的打桩结束后，可将整机拆成三件搬运出施工场地。

2．液压系统工作原理

如图7-5所示为自动打桩机液压系统原理。系统的执行器为夹紧液压缸10（两个）、提锤液压缸11和滑架升降液压缸14。夹紧缸10采用双联齿轮泵中的小排量泵2供油，泵2的压力由溢流阀4设定并有压力表6显示，缸10的换向由二位四通电磁换向阀8控制，压力继电器9起安全保护作用，实现压力互锁，即只有在打桩机被夹紧后，才能正常工作；单向阀5用于短时间保压以防因液压系统的压力突然降低而使压力突然降低而使夹紧装置失去作用。缸11和4合用双联齿轮泵中的大排量泵中3供油，泵3的压力和卸荷由电磁溢流阀设定和控制，缸11和14的换向分别由三位四通换向阀13和15控制，单向顺序阀用于缸11的平衡，确保在提锤的过程中桩锤能在任意位置停住。

图7-5　自动打桩机液压系统原理

1-过滤器；2-小排量泵；3-大排量泵；4-溢流阀；5-单向阀；6，7-压力表； 8-二位四通电磁换向阀；9-压力继电器10-夹紧液压缸；12-单向顺序阀； 13，15-三位四通电磁换向阀；11，14-滑架升降液压缸；16-电磁溢流阀

液压系统的主要工作过程及原理如下：

当打桩机移到一个新的桩位时，按下夹紧按钮，电磁铁5YA通电使换向阀8切换至右位，泵2的压力油经单向阀5、换向阀8进入夹紧液压缸10的有杆腔，带动两套夹紧装置将打桩机牢牢地夹在导轨上，夹紧力大小取决于溢流阀4的设定值。当夹紧缸回路的压力升至压力继电器9的设定值时发信，即可使泵3升压，缸14和11投入工作。当电磁铁3YA和4YA均不通电时，换向阀15处于中位，利用其Y型中位机能使缸14处于浮点状态，以满足打桩时滑架随桩帽一起下落的工作要求。当调整桩锤的工作位置时，采用点动方式使阀13中的电磁铁1YA通电，实现缸11的点动提锤；当自动打桩时，由装在自动滑架上的两个接近开关10和13（如图7-4所示）发出的电信号来控制电磁铁1YA或2YA的通电状态，以实现缸11的自动往复运动，自动往复运动的行程由接近开关10和13（如图7-4所示）两者之间的距离来确定由液压系统的电磁铁动作顺序，如表7-1所示可以容易分析了解各工况下的油液流动的路线。

表7-1　液压系统的电磁铁动作顺序

续表

注：1．表中＋（－）或－（＋）表示交替通断电，其余同前。

2．7YA表示自动挂钩上的电磁铁。

3．除松开停止阶段，其他工况压力继电器始终通电。

3．技术特点及参数

自动打桩机液压系统的技术特点及参数如下：

（1）该打桩机采用双泵双回路液压系统，在满足液压系统工作时的供油需求的同时，保证了系统功率的均衡使用。通过电磁溢流阀可使液压系统在间歇阶段卸荷，减少了液压系统的功率损失和发热，提高了液压系统及整机的技术经济性能。

（2）减少了液压系统的泄露，提高了防尘能力，在结构上液压泵采用倒灌方式安装；液压控制元件采用块式集成和连接方式，结构紧凑，外形美观，便于使用维护；液压系统与主机之间采用高压软管连接，便于安装与拆卸，当主机在导轨上移动时，液压站也在导轨上跟随其一起移动，此时，两者之间的连接管道不必拆开。

（3）该打桩机能够拆装组合，便于在一般的建筑物门内通过；机器在建筑物的有效空间内能正常工作，打桩过程安全可靠、自动进行、操纵简便；整机在交换桩位的过程中移动轻便安全、快速准确，工效较高。

（4）该机结构简单，直接选用标准液压元件组成传动系统，制造容易，成本低廉，不仅可在建筑行业使用，而且其原理可推广至大型打桩机中。

该机及其液压系统的技术参数如表7-2所示。

表7-2　打桩机及其液压系统的主要技术参数