3746 液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造

3746 液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造,液壓,靜力,壓樁機(jī),系統(tǒng),改造 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題 目 液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造-總體部分設(shè)計任 務(wù)起止 日期：學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師學(xué) 號教研 室主任 年 月 日審查院 長 年 月 日批準(zhǔn)一、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)課題內(nèi)容液壓靜力壓樁機(jī)是近年來發(fā)展起來的一種高效、節(jié)能、無公害的新型樁基工程施工設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用于軟土地基中。本次課題設(shè)計的任務(wù)是：對 ZYJ800 型靜壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計。通過畢業(yè)設(shè)計掌握 ZYJ800 型靜壓樁機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計的基本方法，進(jìn)一步提高分析問題和解決問題的能力；學(xué)會閱讀參考文獻(xiàn)，收集、運用原始資料的方法以及如何使用規(guī)范、手冊、產(chǎn)品目錄，選用標(biāo)準(zhǔn)圖的技能，從而提高設(shè)計計算及繪圖的能力。課題任務(wù)要求主要設(shè)計參數(shù)：1.額定壓樁力：8000 KN2.壓樁速度： 0.7～4.0 m/min 壓樁行程： 1.8 m3.縱向位移： 3.6 m 橫向位移： 0.7 m具體要求完成以下工作：1.液壓原理圖設(shè)計；2.主要液壓元件的計算、選型；3.主壓樁缸及油箱的設(shè)計計算、繪圖；課題完成后應(yīng)提交的資料（或圖表、設(shè)計圖紙）1.提供畢業(yè)設(shè)計論文，格式和內(nèi)容符合長沙理工大學(xué)的統(tǒng)一格式和規(guī)范要求。2.圖紙數(shù)量折合標(biāo)準(zhǔn)圖紙不少于 4 張 A1 圖紙，計算機(jī)繪圖的圖紙總數(shù)不少于 4 張；主要參考文獻(xiàn)與外文翻譯文件（由指導(dǎo)教師選定）[1]成大先主編. 機(jī)械設(shè)計手冊(第三版)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994.4[2]章宏甲等主編. 液壓傳動[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1998.10[3]王金諾，于蘭峰主編.起重運輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)[M]. 北京：中國鐵道出版社，2002.5[4]相關(guān)資料及產(chǎn)品說明書同組設(shè)計者注：1. 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。如不夠填寫，可另加頁。2. 此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周下達(dá)給學(xué)生。3. 此任務(wù)書可從城南學(xué)院教學(xué)部網(wǎng)頁表格下載區(qū)下載序號畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）工 作 任 務(wù)工 作 進(jìn) 度 日 程 安 排周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201 查閱、收集相關(guān)文獻(xiàn)資料 - -2 系統(tǒng)總體方案確定與設(shè)計 - - -3 系統(tǒng)設(shè)計計算 - - -4 圖紙繪制 - - -5 整理、編寫設(shè)計計算說明書(論文) - -6 圖紙與論文格式檢查，答辯 -78910二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進(jìn)度計劃表注：1. 此表由指導(dǎo)教師填寫；2. 此表每個學(xué)生人手一份，作為畢業(yè)設(shè)計（論文）檢查工作進(jìn)度之依據(jù)；3. 進(jìn)度安排請用“一” 在相應(yīng)位置畫出。時間 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段內(nèi)容 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況檢查記錄教師簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期三、學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計（論文）階段任務(wù)情況檢查表注：1. 此表應(yīng)由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫。階段分布由各系自行決定。2. “組織紀(jì)律”一檔應(yīng)按《長沙理工大學(xué)城南學(xué)院學(xué)生學(xué)籍管理實施辦法》精神，根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況，如實填寫。3. “完成任務(wù)情況” 一檔應(yīng)按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫。包括優(yōu)點，存在的問題與建議4. 對違紀(jì)和不能按時完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出忠告并督促其完成。四、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）裝袋要求：1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）按以下排列順序印刷與裝訂成一本（撰寫規(guī)范見教務(wù)處網(wǎng)頁）。(1) 封面(3) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書(5) 英文摘要(7) 正文(9) 致謝(11) 附件 1：開題報告（文獻(xiàn)綜述）(2) 扉 頁(4) 中文摘要(6) 目錄(8) 參考文獻(xiàn)(10) 附錄（公式的推演、圖表、程序等）(12) 附件 2：譯文及原文影印件2. 需單獨裝訂的圖紙（設(shè)計類）按順序裝訂成一本。3. 修改稿（經(jīng)、管、文法類專業(yè)）按順序裝訂成一本。4.《畢業(yè)設(shè)計(論文) 成績評定冊》一份。5．論文電子文檔[由各學(xué)院收集保存]。學(xué)生送交全部文件日期學(xué)生（簽名）指導(dǎo)教師驗收（簽名）畢業(yè)設(shè)計(論文) 開題報告題目： 液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造--總體部分設(shè)計課 題 類 別： 設(shè)計 □學(xué) 生 姓 名：論文 □學(xué)班號：級：專業(yè)（全稱）：指 導(dǎo) 教 師：200 年 月一、本課題設(shè)計（研究）的目的：1、通過自己本次對液壓靜力壓樁機(jī)的學(xué)習(xí)、研究及設(shè)計工作，對我國的工程機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀有一個深刻的了解;2、基于我的課題,在不斷的查閱資料和思考過程中，逐漸把自己的理論知識轉(zhuǎn)換成為實際有用的工作經(jīng)驗，并對今后的工作學(xué)習(xí)有全新的認(rèn)識;3、鍛煉自己的設(shè)計意識，通過獨立思考和獨立設(shè)計，了解設(shè)計方面的難點。二、設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻(xiàn)綜述）：在土木工程施工過程中，首先要進(jìn)行的是基礎(chǔ)施工。樁的基礎(chǔ)是建筑施工特別是搞成建筑施工中最為常見的基礎(chǔ)形式。樁的種類及其施工方法因上部建筑物或載荷情況不同而多種多樣。其中，將預(yù)制樁完全依靠靜載平穩(wěn)、安靜地壓入軟弱地基，是一種新型的樁基礎(chǔ)施工方法[1-3]----靜壓樁工法。與錘擊式打樁相比，靜壓樁工法由于具有非常明顯的環(huán)保性，十幾年來從廣東珠江三角洲開始由南向北得到了迅速推廣。液壓靜力壓樁機(jī)就是實施靜壓樁法的關(guān)鍵施工設(shè)備。與錘擊式打樁機(jī)相比，這種設(shè)備施工時具有無震動、無噪聲、無油污飛濺等環(huán)境污染的特點，施工質(zhì)量好、使用費用低，同時，靜力壓樁機(jī)也是具有中國特色的環(huán)保型樁工機(jī)械。液壓靜力壓樁機(jī)分為“ 抱式液壓靜力壓樁機(jī) ”和“頂式液壓靜力壓樁機(jī)”（對樁頂部施壓進(jìn)行壓樁）兩種。抱式液壓靜力壓樁機(jī)壓樁過程是通過夾持機(jī)構(gòu)“抱” 住樁身側(cè)面 ，由此產(chǎn)生摩擦傳力來實現(xiàn)的；而頂壓式液壓靜力壓樁機(jī)則是從預(yù)制樁的頂端施壓，將其壓入地基的。這種新型壓樁機(jī)發(fā)展至今，雖然盡顯光芒，但是它畢竟是近幾年發(fā)展起來的，難免有它的不足：一方面是，液壓系統(tǒng)功率匹配難以符合壓樁機(jī)實際的工況，底盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基本處于“大馬拉小車 ”的工作狀況，而且在高阻力階段時，由于阻力大，導(dǎo)致整個工作機(jī)械的能量耗散大，工作效率較低；另外一個方面就是產(chǎn)品的適應(yīng)能力較差，而且很長一段時間都沒有改善，這給工程管理帶來極大的不便，同時，夾樁可靠性問題始終沒有從根本上得到解決，工程適應(yīng)能力差，嚴(yán)重制約了靜壓樁技術(shù)的推廣。通過對靜力壓樁機(jī)現(xiàn)狀的研究及自身能力的考查，湖南山河智能機(jī)械股份有限公司是目前最為知名的該機(jī)種的發(fā)起人，它以中南大學(xué)為技術(shù)依托，針對上述問題，開發(fā)了高性能液壓凈力壓樁機(jī)，并獲得了 2003 年國家科技進(jìn)步二等獎[10]。該該機(jī)主要包括 42項關(guān)鍵技術(shù)，其中準(zhǔn)恒功率設(shè)計理論及其實施方案、邊樁、角樁處理技術(shù)和多點均壓式管樁夾樁技術(shù) 3 項為核心技術(shù)，它是目前國內(nèi)既能實現(xiàn)高效節(jié)能，又可以解決實際問題 、提高施工質(zhì)量的最實用的技術(shù)[5-9]。本次我的課題是基于液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)提出的對其液壓系統(tǒng)總體設(shè)計,液壓技術(shù)相對于機(jī)械傳動來說是一門新興技術(shù),應(yīng)用于工程機(jī)械上,能進(jìn)一步改善其傳動效率.通過對這些資料的查閱，我對它發(fā)展至今的歷程及研究現(xiàn)狀有了一個綜合的了解，在功率問題和適應(yīng)性問題方面是非常值得考慮的，但是，我看好它的發(fā)展前景，因為它很適應(yīng)中國乃至全球的狀況，那就是高效、環(huán)保、節(jié)能[11]。三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）：設(shè)計難點:靜力壓樁機(jī)的主要靜滯問題是功率適應(yīng)問題跟產(chǎn)品適應(yīng)性方面的問題；由于目前壓樁機(jī)越來越大，最重可達(dá) 12000KN，對于較硬土質(zhì)，管樁有可能仍然壓不到設(shè)計標(biāo)高，在反復(fù)復(fù)壓情況下,管樁樁身橫向產(chǎn)生強(qiáng)烈應(yīng)力，如果樁還是按常規(guī)配箍筋，樁頂混泥土抗拉不足開裂，產(chǎn)生垂直裂縫，為處理帶來很大困難。另一種情況就是管樁由軟弱土層突然進(jìn)入硬持力層，沒有經(jīng)過渡層,樁機(jī)油壓迅速升高,樁身受到瞬間沖擊力也容易引起樁頂開裂,如果硬持力層面不平整,樁靴卡不進(jìn)土引起樁頭折斷破碎,樁機(jī)油壓又下降,再壓時壓力不穩(wěn)定,吊線測量樁長發(fā)現(xiàn)比入土部分短[4]。處理上事前改進(jìn)樁尖形式(圓錐形樁尖易滑),事后用壓力灌漿把樁底破碎混凝土粘結(jié)住,適當(dāng)折減承載力設(shè)計值。設(shè)計重點:主要是設(shè)計選型和參數(shù)選擇方面需要重視，設(shè)計部分可能遇到很多問題，比如油箱有效容積的計算跟液壓缸厚度的驗算等。3四、設(shè)計（研究）進(jìn)度計劃：目前，我的計劃是先收集一些產(chǎn)品相關(guān)資料，并盡最大可能去實地的參觀一下生產(chǎn)該項產(chǎn)品的領(lǐng)頭羊---山河智能，因為它是現(xiàn)在靜力壓樁機(jī)核心技術(shù)的持有者，通過在適時的了解以及問答，盡力搜集一些液壓系統(tǒng)設(shè)計方面的參數(shù)等資料，以彌補自身知識和閱歷的缺陷，對自己設(shè)計將有很大的推動作用；其次，在設(shè)計方面應(yīng)該有一些自己獨到的見解和創(chuàng)新，雖然這意味著將有的難度是很大的，但是，作為一名即將畢業(yè)的大學(xué)生，對于他的本行，應(yīng)該還是要有一定的努力 ，才能在今后的工作中有個立足之地；再次，在液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計選型方面，力求配套，使它的工況更有利于機(jī)械的施工，本次，我查閱的資料主要的對象是 YZJ900，它是目前主流跟代表機(jī)型，滿足很多種技術(shù)要求。對于不同的地質(zhì)情況，預(yù)制樁壓入地基時所受的阻力應(yīng)該也是變化的，總的趨勢是樁所受到的阻力隨著樁被壓入深度的增加而增大，對壓樁的工況進(jìn)行分析后，初次選用先導(dǎo)式控制閥，ZYJ900 型壓樁機(jī)的額定壓樁力為 2250KN，即處于額定工況時，其壓樁液壓缸單缸的負(fù)載為 2250KN。為此，對于我國目前對壓樁機(jī)功率的要求，應(yīng)該不低于它的壓樁力，我的課題中額定壓樁力為 8000KN,可以借鑒一下該產(chǎn)品的設(shè)計思路,接下來是主壓樁回路的設(shè)計、夾樁回路設(shè)計、支腿升降回路的設(shè)計，一步一步地使系統(tǒng)完善，從而更好的完成本此也是大學(xué)期間的最后最有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)。4五、參考文獻(xiàn)：1、成大先主編.機(jī)械設(shè)計手冊(第三版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1994.42、章宏甲等主編.液壓傳動[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.103、楊培元,朱福元主編.液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.74、王金諾,于蘭峰主編.起重運輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)[M].北京:中國鐵道出版社,2005.55、朱建新,何清華等,準(zhǔn)恒功率設(shè)計方法在液壓靜力壓樁機(jī)中的應(yīng)用[J],中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報,1999.46、朱桂華 ,胡均平等 ,靜力壓樁機(jī)優(yōu)化多檔壓樁速度的液壓系統(tǒng)設(shè)計 [J], 建筑機(jī)械,2003.57、彭志明,陸棟,YZY 系列全液壓樁機(jī)及在軟土地區(qū)的施工[J], 建筑機(jī)械,1999.48、周本祥,新型 6000KN 液壓凈力壓樁機(jī)[J],建筑機(jī)械 ,1997.19、陳九林，全液壓靜力壓樁機(jī)[J]，建筑機(jī)械 1996.710、山河智能相關(guān)產(chǎn)品的參考資料11、 Dr.1.T.Hong,P.E. 、 Dr,E.C.Fitch,P.E. and so on,Hydraulic system modeling andsimulation-compend iums and prospects指導(dǎo)教師意見簽名：教研室（學(xué)術(shù)小組）意見教研室主任（學(xué)術(shù)小組長）（簽章）：5月月日日6液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 1 頁 共 56 頁１ １ １１緒論 緒論 緒論緒論1 . 1 靜力 壓樁機(jī) 的發(fā)展樁工機(jī)械是各種樁基礎(chǔ)工程的主要施工機(jī)械，按其工作原理可分為沖擊式、振動式、 靜壓式和成孔灌注式幾類。 常用的有柴油錘、 蒸汽錘及液壓錘、 振動錘 、靜力壓樁機(jī)、各種鉆孔機(jī)以及與樁錘配套的各種打樁架等。錘擊打樁是人類最早采用的樁基礎(chǔ)施工方法之一。 墜 錘是沖擊錘的原始形式 ，此后是蒸汽錘，目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的是柴油錘，液壓錘也在國內(nèi)外有所應(yīng)用。振動沉樁是利用高頻振動，以高加速度振動樁身，使樁身周圍的土體產(chǎn)生液化，減小樁側(cè)與土體間的摩擦力，然后靠振動錘與樁體的自重將樁沉入土層中。自 20 世紀(jì) 70 年 代 中 期 ，美國 MK T 公司首次在世界上研制成功第一臺液壓式振 動樁錘以來，便受到建筑界的重視并得以迅速發(fā)展，發(fā)達(dá)國家已普遍推廣使用液壓式振動樁錘。液壓靜力壓樁是 20世紀(jì) 80年代興起的一種樁基礎(chǔ)施工新工藝。 縱觀液壓靜力壓樁機(jī)的發(fā)展過程，大致可將其分為兩個階段：第一階段，從 20世紀(jì) 70年代后期到 90年代中期，國內(nèi)先后研制了幾種壓樁機(jī)，并逐步形成系列產(chǎn)品進(jìn)入市場。其中具有代表性的兩個系列產(chǎn)品是武漢市建筑工程機(jī)械廠生產(chǎn)的 Y ZY 系列液壓靜力壓樁機(jī)和利用中南大學(xué)智能機(jī)械研究所的專利技術(shù)生產(chǎn)的 ZY J 系列液壓靜力壓樁機(jī)。 在 這個階段主要解決了這種樁機(jī)的設(shè)計理論基礎(chǔ)、 動 力配置和系統(tǒng)設(shè)計問題 ，滿足了靜壓樁的基本功能。但就整體來說，其主要特征是樁機(jī)壓樁力不大，實際使用的最大壓樁力不足 4000kN，絕大部分的壓樁力為 1 600~2 400kN； 功 能 單 一 ，主要應(yīng)用于施工現(xiàn)場預(yù)制的截面尺寸為 ( 300 mm× 300 mm) ~ ( 400mm× 400mm ) 的鋼筋混凝土方樁 ( 實心件 ) 的正常中位壓樁，單樁設(shè)計承載力標(biāo)準(zhǔn)值在 1400kN以 下 。而預(yù)應(yīng)力管樁和高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁主要是通過錘擊設(shè)備如柴油錘等進(jìn)行打入 。進(jìn) 入 20世紀(jì) 90年代中期 以后，液壓靜力機(jī)進(jìn)入第二發(fā)展壓樁階段。由于 1994液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 2 頁 共 56 頁年底在珠海利用液壓靜力壓樁機(jī)將直徑 500 mm的預(yù)應(yīng)力管樁壓入強(qiáng)風(fēng)化巖獲得成功，實現(xiàn)了靜壓樁施工技術(shù)的歷史性突破，從此拓寬了靜壓樁的應(yīng)用范圍，一方面，實現(xiàn)了靜壓樁的單樁承載力向大噸位方向的快速發(fā)展，與此同時，市場對大噸位樁機(jī)的需求不斷增大，而且要求越來越強(qiáng)烈；另一方面，由于施工范圍的不斷擴(kuò)大，對樁機(jī)功能的要求也日益增多，出現(xiàn)了工程施工中許多必須解決的實際問題。 這個階段的樁機(jī)品種顯著增加， 系 列化不斷完善， 生產(chǎn)廠家也急劇增多 ，至今在全國約有 30個制造廠。其中湖南山河智能機(jī)械股份有限公司的生產(chǎn)能力最大， 2003年共生產(chǎn) 125臺， 占 全國年總產(chǎn)量的 30%~ 40%。 目 前的生產(chǎn)能力達(dá)到每 月15臺， 年 生產(chǎn)能力在 180臺左右， 已 形成壓樁力為 800~10000kN的完整的產(chǎn)品系 列 。1 . 2 靜力 壓樁機(jī) 的結(jié)構(gòu) 組成和 工作原 理1.2.11.2.1靜力壓樁機(jī)的結(jié)構(gòu)組成壓樁機(jī)主要由升降機(jī)構(gòu)、縱移機(jī)構(gòu)、橫移回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、壓樁臺、電控系統(tǒng)等部分組成 , 其外形及結(jié)構(gòu)如圖 1-1所示。1.2.2 靜力壓樁機(jī)的工作原理由電控箱按鈕進(jìn)行起動和關(guān)閉 , 起動后高壓泵產(chǎn)生的高壓油 , 通過管路和控制閥件流入全機(jī)各個油缸內(nèi) , 使油缸按要求進(jìn)行工作。 管 路內(nèi)總壓力可由溢流閥進(jìn) 行調(diào)整和控制 , 油缸的動作可由操縱室內(nèi)手操多路閥控制。1.主駕駛室 2.壓樁臺 3.預(yù)制樁4.吊機(jī) 5.機(jī)身 6.橫移回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7.縱移機(jī)構(gòu) 8.配重 9.升降機(jī)構(gòu)圖 1-1 靜力壓樁機(jī)的結(jié)構(gòu)組成液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 3 頁 共 56 頁1. 升降機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)主要由四個升降液壓缸與四條懸臂組成。四個升降液壓缸缸筒分別通過四條懸臂與車身連接，其活塞桿分別與長船上的四組行走小車鉸接。液壓缸活塞桿伸長則機(jī)身和短船升高，反之降低。短船落地后，升降液壓缸活塞桿繼續(xù)縮回，則長船升起離開地面。2. 縱移機(jī)構(gòu)縱移機(jī)構(gòu)主要由兩個長船及長船上的兩條縱移液壓缸和四個行走小車組成。當(dāng)兩個縱移液壓缸同時伸長或縮短時，機(jī)身與長船之間便產(chǎn)生縱向的相對運動。3. 橫移及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)橫移及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由兩個短船、兩條橫移液壓缸、回轉(zhuǎn)平臺、回轉(zhuǎn)中心軸及彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)兩條橫移液壓缸同時伸出或回縮時，就使機(jī)身與短船產(chǎn)生相對橫向移動。若兩條液壓缸一條伸，另一條縮，就會使二者產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動后，當(dāng)短船離地時，安裝在回轉(zhuǎn)臺上的復(fù)位彈簧即可使回轉(zhuǎn)臺連同短船復(fù)位。4. 壓樁臺壓樁臺是樁機(jī)的主體結(jié)構(gòu) , 由它實現(xiàn)夾樁、壓樁作業(yè)。它主要由主副壓樁缸、夾樁箱等組成。夾樁箱由夾樁箱體、夾樁液壓缸、鉗口等組成。壓樁時，主壓樁缸活塞桿縮回將夾樁箱提到最高位置。預(yù)制樁吊入夾樁箱中間孔后，夾樁缸伸長，將樁夾緊。再操縱壓樁閥手柄，主壓樁活塞伸長，產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力將樁壓入地基，直到缸的行程走完，夾樁缸縮回松樁。接著主壓樁缸活塞桿縮回提起壓樁箱， 就 這樣依次循環(huán)完成 “ 夾樁 → 壓樁 → 松樁 → 返回 → 夾樁 … ”的動作，將預(yù)制樁逐次壓入基礎(chǔ)之中。如果需要的壓樁力不是很大，則只需要主壓樁缸工作即可。如果需要的壓樁力過大，則需要副壓樁缸同時工作。5. 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)分主機(jī)液壓系統(tǒng)和吊機(jī)液壓系統(tǒng)。 主 機(jī)液壓系統(tǒng)由齒輪泵， 單 向閥 ，液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 4 頁 共 56 頁溢流閥，多路換向閥，手動換向閥，液控單向閥等控制元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。壓樁系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件壓樁油缸可是是單缸也可以是由一個主液壓缸和一個柱塞缸輔助缸組成的雙缸。6. 靜力壓樁機(jī)的技術(shù)特點在國內(nèi) , 湖南山河智能機(jī)械股份有限公司 的 ZY J 系列靜力壓樁機(jī) 有多項技術(shù)創(chuàng)新，很有特點。其產(chǎn)品采用 高效節(jié)能的液壓控制系統(tǒng) , 均壓管樁夾樁機(jī)構(gòu)、邊 角樁裝置 , 既 可壓 “ 中樁 ” ，又可壓 “ 邊樁 ” 、 “ 角樁 ” 的 “ 邊樁、角樁 ” 裝置 和 新型液壓 步履式行走 ，既 實現(xiàn) 了 高效節(jié)能，又解決 了 實際問題、提高 了 施工質(zhì)量。1 . 3 選題 的意義 和作業(yè) 內(nèi)容全液壓靜力壓樁 機(jī)是以 液壓為動力進(jìn) 行靜壓 樁施工 的一種 樁基礎(chǔ) 施工設(shè) 備 ,具有效率高、工人勞動強(qiáng)度低、低噪音、無污染等優(yōu)點，在持力層較深的沿海地區(qū)和內(nèi)陸沖擊平原地區(qū)具有明顯的施工優(yōu)勢，其液壓系統(tǒng)設(shè)計是否合理將直接影響著設(shè)備的性能。設(shè)計出更符合壓樁實際工況的液壓系統(tǒng)對提高液壓靜力壓樁機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，可靠性和實用性具有重大意義。本論文的工作內(nèi)容如下：1 ． 擬訂出液壓系統(tǒng)的方案，繪制出液壓原理圖。2 ． 液壓缸、液壓馬達(dá)主要參數(shù)的計算，主要液壓元件的選型。3. 液壓缸、油箱泵組等的設(shè)計及校核。液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 5 頁 共 56 頁２ 液壓系統(tǒng)工作原 理圖的 擬定2 . 1 液壓 系統(tǒng)方 案的選 擇2.1.1ZY J 800液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)的基本參數(shù)及性能要求1. ZY J 800 液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)的基本參數(shù)表 2- 1 ZYJ 800液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)的基本參數(shù)2. ZY J 800液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)的性能要求整個液壓系統(tǒng)的要求是簡單緊湊，高效節(jié)能，能在惡劣的環(huán)境下工作。起升機(jī)構(gòu)應(yīng)該升降平穩(wěn)，速度適當(dāng)，能在某位置停止，因此要設(shè)計有限速回路和相應(yīng)的鎖緊裝置?？v移、橫移機(jī)構(gòu)只要求管路暢通就行，沒有特別的性能要求。產(chǎn)品型號 Z Y J 800額定壓樁力 ( KN ) 8000壓樁速度 ( m / m i n) 高速 4. 0低速 0. 7壓樁行程 ( m ) 1. 8轉(zhuǎn)角 ( o) 8升降 ( m ) 1. 1方樁 ( m m ) 最小 400最大 300最大圓樁 ( m m ) 600邊樁距離 ( m m ) 0. 68角樁距離 ( m m ) 1. 2額定起吊 ( Kg) 16變幅力矩 ( t f m ) 80功率 ( kW) 壓樁 135起重 30尺寸 ( m m ) 工作長 14000工作寬 8560運輸高 3190總質(zhì)量（含配重） ( 103 Kg) ≥ 802液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 6 頁 共 56 頁壓樁、夾樁機(jī)構(gòu)也是升降動作，要求升降平穩(wěn)，速度適當(dāng)，因此兩機(jī)構(gòu)都要有限速回路和瑣緊裝置。壓樁機(jī)構(gòu)還要求能滿足一個調(diào)速范圍，形成一個高速和一個常速兩個個檔位，所以要設(shè)計一個二級調(diào)速回路。壓樁機(jī)構(gòu)難免會遇到突然停機(jī)，系統(tǒng)壓力急劇增大的情況，此時應(yīng)有專門的卸荷回路。各個機(jī)構(gòu)的液壓回路， 都 應(yīng)該設(shè)計有各自過載閥 （ 有各自的調(diào)定壓力）， 保 證過載狀態(tài)下卸荷。整個液壓系統(tǒng)還應(yīng)該設(shè)計一個專供泄露油流回油箱的回路，保持整個系統(tǒng)的清潔。2.1.2 液壓系統(tǒng)型式的確定及多路閥的連接( 1) 液壓系統(tǒng)型式的確定按油液循環(huán)方式的不同，液壓系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。由于靜力壓樁機(jī)執(zhí)行液壓缸的兩腔面積不等， 且 兩腔交替頻繁， 所 以液壓系統(tǒng)選用開式系統(tǒng) ，即各元件回油直接回油箱。 按 系統(tǒng)壓力的高低， 液 壓系統(tǒng)可分為低壓系統(tǒng) ( 使用 壓力＜ 16Mpa) ，中高 壓系 統(tǒng) ( 16Mpa＜使用 壓力 ＜ 25Mpa) ，高壓 系統(tǒng) ( 使用壓 力＞25Mpa) 。 由 于本課題要求的工作壓力為 25Mpa 左右， 所 以系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)。 按 所使用的液壓泵形式的不同，液壓系統(tǒng)可分為定量系統(tǒng)和變量系統(tǒng)。按系統(tǒng)中液壓泵的數(shù)量，液壓系統(tǒng)可分為單泵系統(tǒng)、雙泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)。通過前述分 析，本液壓系統(tǒng)選用的是壓力補償變量泵 , 工作壓力又屬于中高壓， 課 題要求的執(zhí)行元 件的工作速度可達(dá) 5m/ mi n ， 只 使用一個泵難以提供足夠的動力， 所 以選擇雙泵或 多泵；因此整個系統(tǒng)的型式確定為多泵變量開式系統(tǒng)。多路閥的連接( 2) 多路閥的油路連通方式有并聯(lián)式，串連式，串并聯(lián)式。本液壓系統(tǒng)采用 3 個多路閥塊，橫移、縱移機(jī)構(gòu)共用一個并聯(lián)多路閥塊，以實現(xiàn)橫移或縱移兩個伸縮液壓缸的同時移動。升降機(jī)構(gòu)的四個液壓缸用一個并聯(lián)多路閥塊，以實現(xiàn)四個升降液壓缸同時移動，保證機(jī)身的平衡。壓樁和夾樁機(jī)構(gòu)共用一個多路閥塊，因為壓樁機(jī)構(gòu)是主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)計時要考慮到它的泄露油液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 7 頁 共 56 頁回路和卸荷回路，且主副壓樁缸并不是總是同時作用，所以該多路閥塊不是簡單的并聯(lián)，比較復(fù)雜。2.1.3 各組成機(jī)構(gòu)基本回路的選擇( 1) 升降機(jī)構(gòu)的回路選擇機(jī)身在做下降運動時受重力 作用的影響 , 如果無控制 , 必然在重力的作用下加快運動速度，產(chǎn)生超速下降，造成事故。因此必須設(shè)置限速回路。目前主要有兩種方法，一種是用平衡閥限速，一種是用液控單向閥和單向節(jié)流閥限速。升 降 液 壓 缸D 6 . 4 D 6 . 3 D 6 . 2 D 6 . 1D 9 . 4D 1 5 . 1進(jìn) 油 口回 油 口D 9 . 3D 1 5 . 2D 9 . 2D 1 5 . 3D 9 . 1D 1 5 . 4卸 荷 回 路圖 2-1升降機(jī)構(gòu)液壓原理圖（用液控單向閥和單向節(jié)流閥限速）若選擇液控單向閥和單向節(jié)流閥進(jìn)行限速，其液壓原理圖如 圖 2- 1 所示。當(dāng)手動換向閥置為上位時，液壓泵來油經(jīng)過換向閥上位，進(jìn)入液壓缸有桿腔，并通過控制油路將液控單向閥打開，從液壓缸無桿腔出來的液壓油，經(jīng)過打開的液控單向閥， 再 經(jīng)過單向節(jié)流閥和換向閥下位， 回 到油箱。 如 果產(chǎn)生機(jī)身超速下降的現(xiàn)象 ，則液壓缸有桿腔進(jìn)油路液壓不足， 壓 力降低， 甚 至產(chǎn)生負(fù)壓， 液 控單向閥將關(guān)閉 ，直到該油路壓力升高，再打開液控單向閥，才能繼續(xù)下降。單向節(jié)流閥起限速作用。如果升降機(jī)構(gòu)要在某位置停留，可將換向閥置為中位，切斷液壓油。這種限速方法所用元件簡單，體積小，安全可靠，打開液控單向閥的控制壓液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 8 頁 共 56 頁力較低，能量損失少。但液控單向閥對壓力十分敏感，開關(guān)動作迅速，工作平穩(wěn)性較差。若用平衡閥限速 , 則液壓原理圖如圖 2- 2 所示。當(dāng)手動換向閥置為上位時，機(jī)身下降，壓力油直接端進(jìn)入液壓缸無桿腔，順序閥的外控口 K 接進(jìn)油路， 閥 芯的開啟或關(guān)閉由此進(jìn)油路的壓力控制。 機(jī) 身下 降正常時此進(jìn)油路有一定壓力，打開順序閥使液壓缸無桿腔的油通過流回油箱。如果機(jī)身下降過快，超過了相應(yīng)的速度時，進(jìn)油路壓力降低而使外控順序閥的閥口關(guān)小，液壓缸的回油阻力增大，從而阻止機(jī)身下降速度的進(jìn)一步提高。平衡閥控制油路中的節(jié)流閥能減緩平衡閥的啟閉速度，使其工作穩(wěn)定可靠。比較以上兩個方案，使用平衡閥調(diào)速既能達(dá)到液控單向閥和單向節(jié)流閥限速的效果，而且能使整個起升機(jī)構(gòu)工作時更加平穩(wěn)可靠，這對體積、質(zhì)量大的工程機(jī)械是相當(dāng)重要的，因此選擇平衡閥調(diào)速。( 2)縱移機(jī)構(gòu)和橫移及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回路選擇升 降 液 壓 缸D 6 . 4 D 6 . 3 D 6 . 2 D 6 . 1D 9 . 4D 1 5 . 1 D 9 . 3D 1 5 . 2 D 9 . 2D 1 5 . 3 D 9 . 1D 1 5 . 4進(jìn) 油 口回 油 口卸 荷 回 路圖 2-2 升降機(jī)構(gòu)液壓原理圖（用平衡閥限速）液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 9 頁 共 56 頁橫移液壓缸 縱移液壓缸D 6 . 8 D 6 . 7 D 6 . 6 D 6 . 5D 1 1 . 2D 1 0 . 1 D 1 0 . 2 D 1 1 . 1回油口進(jìn)油口卸荷回路圖 2- 3 縱移機(jī)構(gòu)和橫移及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓原理圖縱移機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)是通過全液壓實現(xiàn)動作，它不同于挖掘機(jī)，起重機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，它液壓回路的設(shè)計和升降機(jī)構(gòu)的液壓回路的設(shè)計很相似，不同之處就在于縱移機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)的液壓缸動作時不需要考慮重力的影響。因此，縱移機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)的液壓回路中不需要用到液控單向閥?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)動作是通過兩個縱移液壓缸相反伸縮來完成，回轉(zhuǎn)的回復(fù)動作是靠專門的彈簧機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，不需要液壓控制。故縱移機(jī)構(gòu)和橫移及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓回路原理圖如圖 2- 3 所示。當(dāng)手動換向閥置為下位時，是液壓缸活塞桿收縮的情況，液壓泵來油經(jīng)過換向閥下位， 進(jìn) 入液壓缸有桿腔， 從 液壓缸無桿腔出來的液壓油， 經(jīng) 過換向閥上位 ，回到油箱。當(dāng)手動換向閥置為上位時，是液壓缸活塞桿伸長的情況，液壓泵來油經(jīng)過換向閥上位，進(jìn)入液壓缸無桿腔，從液壓缸有桿腔出來的液壓油，經(jīng)過換向閥下位，再回到油箱。每個液壓缸都設(shè)有一個換向閥，橫、縱移液壓缸的兩個缸既可單獨運動，又可同時運動。( 3) 壓樁臺液壓回路的選擇液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 10 頁 共 56 頁主壓樁缸 副壓樁缸 夾樁液壓缸D 5 . 1D 5 . 4D 6 . 4 D 7 . 1D 7 . 3 D 8 . 6D 8 . 5D 8 . 4D 8 . 3D 8 . 2D 9D 1 2 . 1 D 1 2 . 2 D 1 3 . 1 D 1 3 . 2 D 1 4 . 1 D 1 4 . 2 D 1 4 . 3 D 1 4 . 4D 7 . 2進(jìn)油口回油口卸荷回路圖 2-4壓樁臺的液壓原理圖壓樁、夾樁機(jī)構(gòu)因為也是升降動作，也要設(shè)計與起升機(jī)構(gòu)的一樣的限速回路和瑣緊裝置。因為只有直線往復(fù) 運動，所以 壓樁機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件選 用雙作用液 壓缸，液壓缸一邊是有桿腔，一邊是無桿腔，兩腔的作用面積有差別，這樣就可以通過差動連接來實現(xiàn)速度的轉(zhuǎn)換，完成二級調(diào)速回路的設(shè)計。壓樁機(jī)構(gòu)的卸荷回路用換向閥的中位機(jī)能實現(xiàn)。選用主、副壓樁缸組來完成壓樁動作，在主壓樁缸的壓樁力不能滿足要求時，主、副壓樁缸同時作用。壓樁臺的液壓原理圖如 圖 2- 4 所示。夾樁手動換向閥 D 7.1 置為下位， 其 余換向閥置為中位。 液 壓油從進(jìn)油口進(jìn)入， 過手動換向閥 D 7.1 下位，經(jīng)過液控單向閥 D 5.1 到夾樁液壓缸無桿腔，夾樁液壓缸夾緊預(yù)制樁； 從 夾樁液壓缸有桿腔出來的油， 再 經(jīng)過手動換向閥 D 7.1 下位， 回 到液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 11 頁 共 56 頁油箱。 溢 流閥 D 8.3 作為夾樁回路的安全閥， 在 夾樁過程中一旦夾樁回路中油壓 超過溢流閥 D 8.3 的調(diào)定壓力，溢流閥 D 8.3 立即溢流卸荷。松樁手動換向閥 D 7.1 置為上位， 其 余換向閥置為中位。 液 壓油從進(jìn)油口進(jìn)入， 過手動換向閥 D 7.1 上位， 到 夾樁液壓缸有桿腔， 夾 樁液壓缸松開預(yù)制樁， 同 時液 控單向閥打開； 從 夾樁液壓缸無桿腔出來的油經(jīng)過手動換向閥 D 7.1 上位， 過 液控 單向閥回到油箱。 溢 流閥 D 8.1 作為松樁回路的安全閥， 在 松樁過程中一旦松樁回 路中油壓超過溢流閥 D 8.1 的調(diào)定壓力，溢流閥 D 8.1 立即溢流卸荷。壓樁又可以有以下幾種工況：快壓手動換向閥 D 7.1 置為下位， D 7.2 置為上位， D 7.3 置為下位，其余換向閥置為中位。 液 壓油從進(jìn)油口進(jìn)入， 過 手動換向閥 D 7.2 上位， 過 平衡閥 D 9 的單向 閥 ，到主壓樁缸的無桿腔，主壓樁缸壓樁；從主壓樁缸有桿腔出來的油經(jīng)過手動換向閥 D 7.3 下位與進(jìn)油連通， 形 成差動聯(lián)接， 加 速壓樁。 選 取壓力補償變量泵進(jìn)行 供油，則壓力補償變量泵與快壓回路形成容積式調(diào)速回路，可實現(xiàn)無級調(diào)速。溢流閥 D 8.5 作為快壓回路的安全閥，在快壓過程中一 旦快壓回路中油壓 超過溢流 閥D 8.5 的調(diào)定壓力，溢流閥 D 8.5 立即溢流卸荷。常壓主壓樁缸單獨壓樁手動換向 閥 D 7.2、 D 7.3 置為上位， D 7.1 置為下位，其 余換 向閥置 為中 位。液壓油從進(jìn)油口進(jìn)入， 過手動換向閥 D 7.2 上位， 過平衡閥 D 9 的單向閥， 到主 壓樁缸的無桿腔， 主 壓樁缸壓樁； 從 主壓樁缸有桿腔出來的油經(jīng)過手動換向閥 D 7. 3上位回到油箱。主、副壓樁缸同時壓樁手動換向閥 D 7.2 、 D 7.3、 D 6.1 置為上位， D 7.1 置為下位，其余換向閥置 為液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 12 頁 共 56 頁中位。液壓油從進(jìn)油口進(jìn)入，分為兩個支流。一個支流過手動換向閥 D 7.2 上 位 ，過平衡閥 D 9 的單向閥，到主壓樁缸的無桿腔，主壓樁 缸壓樁；從主壓樁 缸有桿腔出來的油經(jīng)過手動換向閥 D 7.3 上位回到油箱。另一個支流過手動換向 閥 D 6.1上位，到副壓樁缸的無桿腔，副壓樁缸壓樁；從副壓樁缸有桿腔出來的油經(jīng)過手動換向閥 D 6.1 上位回到油箱。溢流閥 D 8.2 作為副壓樁回路的安全閥，在壓樁過程中一旦副壓樁回路中油壓超過溢流閥 D 8.2 的調(diào)定壓力，溢流閥 D 8.2 立即溢流卸荷。由于液壓泵提供的油液分為兩路，壓樁速度必然降低，但是仍能實現(xiàn)無 級調(diào)速。提樁手動換向閥 D 7.2 置為下位， 其 余換向閥置為中位。 液 壓油從進(jìn)油口進(jìn)入， 過手動換向閥 D 7.2 下位，到主壓樁缸的無桿腔，主壓樁缸提 樁，同時液控單向 閥D 5.2 打開；從主壓樁缸有桿腔出來的油經(jīng)過時 液控單向 閥 D 5.2 回到油箱。溢流閥 D 8.4 作為提樁回路的安全閥，在提樁過程中一 旦提樁回路中油壓 超過溢流 閥D 8.4 的調(diào)定壓力，溢流閥 D 8.4 立即溢流卸荷。手動換向閥 D 7.2 中位與油箱連通，這樣可以為主壓樁缸補油。2 . 22 . 2液壓系統(tǒng)原理 圖的擬定綜上所述，液壓系統(tǒng)工作原理圖如圖 2- 5 所示。液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 13 頁 共 56 頁液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 14 頁 共 56 頁３ 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算及液壓元件的選型3 . 1 液壓 系統(tǒng)設(shè) 計方法 的選擇 及實施 途徑一般來說， 液 壓系統(tǒng)設(shè)計方法的選擇對于其設(shè)計合理性是至關(guān)重要的。 根 據(jù)負(fù)載變化情況和 對執(zhí)行 元件的 工作要 求不同 , 液壓控制系統(tǒng)的 設(shè)計方 法可分為恒功率設(shè)計、恒流量設(shè)計和恒壓力設(shè)計法。由于液壓靜力壓樁機(jī)的工作特殊性 ,目前，實際應(yīng)用于這種靜力壓樁機(jī)壓樁液壓系統(tǒng)設(shè)計的方法主要有兩種，一種是最近幾年提出并采用的準(zhǔn)恒功率設(shè)計法， 其表機(jī)型有國產(chǎn) ZY J 系列液壓靜力壓樁機(jī)；另一種是恒流量設(shè)計法，其代表機(jī)型主要有國 產(chǎn) Y ZY 系列液壓靜力壓樁機(jī)和日本樁機(jī)。兩種設(shè)計方法比較分析：設(shè)兩種 設(shè) 計 方 法設(shè) 計 的 液 壓系 統(tǒng) 的 額 定油 壓 ( 主要由 高 阻 力 區(qū)負(fù) 載 即 最大壓樁力決定 ) 、 額 定流量 ( 由最高壓樁速度決定 ) 為 = 25MP a 、 = 122L/ mi n 。hp hQ另外， 假 設(shè)兩種設(shè)計方法在低阻力階段的壓力為 p l = 5MP a ； 在 高阻力階段壓 樁速度降低后所需的流量都為 = 25 L / mi n （下標(biāo) l 和 g 分別為恒流量和準(zhǔn)恒2Q功率壓樁系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)）。 下面分別按不同的設(shè)計方案從最大壓樁力、最大壓樁速度、能量利用率等方面對兩種設(shè)計方法進(jìn)行理論計算。1) 等壓樁力方案假設(shè) A = A1 + A2 = 0.4m2 。 （ A 表示恒流量設(shè)計方法的壓樁缸面積； A1 、 A2 表示準(zhǔn)恒功率設(shè)計方法的主、副壓樁缸面積，且 A1 = A2 = 0.2m2 ）則有：恒流量設(shè)計的最大壓樁力為 :Fl m a x = p h A = 25MP a × 0.4 m2 = 10000KN恒流量設(shè)計的最大壓樁速度為Vl ma x = Qh / A = 122L/ mi n / 0.4 m2 = 0.305m/ mi n液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 15 頁 共 56 頁準(zhǔn)恒功率設(shè)計的最大壓樁力為 :Fgma x = p h ( A 1+A 2)= 25MP a × （ 0.2 m2 + 0.2 m2 ） = 10000KN準(zhǔn)恒功率設(shè)計的最大壓樁速度為 :Vgma x = Qh / A1 = 122L/ mi n / 0.2 m2 = 0.61m/ mi n兩種設(shè)計方法的最大壓樁速度比為 :Vgma x / Vl m a x = A / A1 = 0.4 m2 / 0.2m2 = 22) 等壓樁速度方案假設(shè) A = A1 = A2 = 0.2 m2 ( 各 符號意義同前 ) 。則有：恒流量設(shè)計的最大壓樁速度為 :Vl m a x = Qh / A = = 122L/ mi n / 0.2 m2 = 0.61m/ mi n恒流量設(shè)計的最大壓樁力為 :Fl m a x = p h A = 25MP a × 0.2 m2 = 5000KN準(zhǔn)恒功率設(shè)計的最大壓樁速度為 :Vgma x = Qh / A1 = 122L/ mi n / 0.2 m2 = 0.61m/ mi n準(zhǔn)恒功率設(shè)計的最大壓樁力為 :Fgma x = p h ( A 1+A 2)= 25MP a × （ 0.2m2 + 0.2 m2 ） = 10000KN兩種設(shè)計方法的最大壓樁力比為 :Fgma x / Fl m a x = ( A 1+A 2)/ A = （ 0.2m2 + 0.2 m2 ） / 0.2 m2 = 23) 任何工況有如下關(guān)系：恒流量設(shè)計的裝機(jī)功率為 :Nl = p h Qh = 25MP a × 122L/ mi n=50.8KW恒流量設(shè)計低阻力階段的有用功率為 :Nl 1 = p l Qh = 5MP a × 122L/ mi n=10.1KW液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 16 頁 共 56 頁恒流量設(shè)計低阻力階段的功率利用率為 :η l 1 = Nl 1 / Nl = p l / p h = 5MP a / 25 MP a = 20%恒流量設(shè)計高阻力階段的有用功率為 :N l 2 = p h Q2 = 25MP a × 25L/ mi n=8.3KW恒流量設(shè)計低阻力階段的功率利用率為 :η l 2 = Nl 2 / Nl = Q2 / Qh = 25L/ mi n / 122L/ mi n = 20.5%準(zhǔn)恒功率設(shè)計的裝機(jī)功率為：Ng = p l Qh = p h Q2 = 25MP a × 25L/ mi n=10.4KW準(zhǔn)恒功率設(shè)計低阻力階段的有用功率為：Ng 1 = p l Qh = 5MP a × 122L/ mi n=10.1KW準(zhǔn)恒功率設(shè)計阻力階段的功率利用率為：η g 1 = Ng 1 / Ng = 10.1KW / 10.4KW= 97.1%準(zhǔn)恒功率設(shè)計高阻力階段的有用功率為：Ng2 = p h Q2 = 25 MP a × 25L/ mi n=10.4KW準(zhǔn)恒功率設(shè)計高阻力階段的功率利用率為：η g 2 = Ng 2 / N g = 10.4KW / 10.4KW= 1通過上述計算分析可以得出以下結(jié)果 :( 1) 由等壓樁力方案可以看出，對于同一動力 源相同噸位的壓樁 機(jī)，采用準(zhǔn)恒功率設(shè)計法可獲得更高的壓樁速度，從而提高了設(shè)備的壓樁效率。( 2) 由等壓樁速度方案可以看出， 對 于同一動力源及相同最大壓樁速度條下 ，準(zhǔn)恒功率壓樁系 統(tǒng)可獲 得更大 的壓樁 力 ( 恒流量設(shè)計方法 達(dá)不到 需要的 壓樁力 ) 。同時也表明 , 在一定裝機(jī)功率條件下， 準(zhǔn) 恒功率設(shè)計法更易于實現(xiàn)大噸位樁機(jī) 的設(shè)計。反過來也就是說，相同噸位的壓樁機(jī)采用準(zhǔn)恒功率設(shè)計方法，可以匹配更小裝機(jī)功率的動力源，從而大大地節(jié)約能源。( 3)恒流量設(shè)計方法在高、 低阻力階段的能量利用率都很低； 準(zhǔn) 恒功率設(shè)計 方液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 17 頁 共 56 頁法則保證壓樁機(jī)在整個壓樁過程中都有很高的能量利用率，若不計其它損失，能量利用率接近 1 ，即系統(tǒng)分階段接近于恒功率運轉(zhuǎn)。顯然，采用準(zhǔn)恒功率設(shè)計方法可獲得較高的能量利用率。比較總結(jié)如下：由以上分析可看出采用準(zhǔn)恒功率設(shè)計法研制的液壓靜力壓樁機(jī)在能量利用率和壓樁效率方面與采用恒流量設(shè)計法開發(fā)的同級別的壓樁機(jī)相比有著較大的優(yōu)勢。準(zhǔn)恒功率設(shè)計方法更適宜于液壓靜力壓樁機(jī)壓樁系統(tǒng)的設(shè)計研究 , 其能量利用率高, 且易于實現(xiàn)大噸位樁機(jī)的設(shè)計。本課題決定選用準(zhǔn)恒功率設(shè)計法。3 . 2 液壓 泵及電 機(jī)的選 擇在選擇液壓泵的之前，首先要確定液壓系統(tǒng)的工作壓力。液壓系統(tǒng)的工作壓力是指液壓系統(tǒng)在正常運行時所能克服外載荷的最高限定壓力。在實際工作過程中，系統(tǒng)壓力是隨載荷大小的不同而變化的。液壓系統(tǒng)工作壓力是根據(jù)工程機(jī)械技術(shù)要求，經(jīng)濟(jì)效果和目前液壓技術(shù)所能達(dá)到的水平來確定的。外負(fù)載 F 和系統(tǒng)壓力的關(guān)系如下：P = F / S （ S 為液壓執(zhí)行元件有效工作面積） ( 3- 1)由 （ 3-1 ） 式可知， 在外負(fù)載已定的情況下， 系統(tǒng)壓力選的越高， 各液壓元件的 幾何尺寸就越小，使結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。對于大型工程機(jī)械來說，需要選擇較高的工作壓力。然而壓力的選擇還要考慮制造，密封等因素，壓力太高，密封要求也高，制造維修困難。同時， 隨著壓力的 升高，尺寸 和重量的減 少率將愈來 愈小，甚至使液壓元件的尺寸和重量增大。根據(jù)前人設(shè)計壓樁機(jī)的相關(guān)經(jīng)驗，初步選擇液壓系統(tǒng)的額定工作壓力為 25MP a 。液壓系統(tǒng)的壓力損失包括沿程壓力損失和局部阻力壓力損失，該系統(tǒng)為高壓大流量系統(tǒng)， 所 以取壓力損失為 4MP a , 液壓泵還要有一個壓力系數(shù)為 1.3， 所 以要求 液壓泵的工作壓力為：液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 18 頁 共 56 頁( 3- 2))Δ( ω0 ppp n —— 液壓系統(tǒng)的額定工作壓力，前面已經(jīng)初選為 = 25MP a ；0p 0pζ —— 壓力系數(shù)， ζ = 1.3；Δ p ω —— 壓力損失； Δ p ω = 4MP a由 ( 3- 2)式可得：= 37.7(MP a )np在確定液壓泵的流量之前，首先要確定液壓系統(tǒng)的流量。流量的確定比較復(fù)雜，要根據(jù)工況來確定，由于液壓系統(tǒng)只對壓樁速度作了嚴(yán)格的要求，所以系統(tǒng)的流量要根據(jù)壓樁機(jī)構(gòu)所需最大流量來確定。當(dāng)壓樁液壓樁缸工作時，壓樁機(jī)處于壓樁狀態(tài)。其他機(jī)構(gòu)都不工作，處于鎖緊狀態(tài)，夾樁機(jī)構(gòu)處于夾緊狀態(tài)，沒有液壓油流入。此時，液壓系統(tǒng)的流量為：在快壓模式下：( 3- 3)4/2 21m a x dVQ π 式中 :Q—— 快壓模式下液壓系統(tǒng)的最大流量；—— 最大壓樁速度，當(dāng)壓樁液壓缸差動連接時為快壓模式，速度最大 為m a xV4m/ mi n ；—— 壓樁液壓樁缸活塞桿直徑，初選 d 1 = 210mm；1d由 ( 3- 3)式可得：Q = 277(L / mi n)在常壓模式下：由功率相等的關(guān)系式：N = F Vm i n = P Q ( 3- 4)液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 19 頁 共 56 頁式中 :N —— 液壓系統(tǒng)輸出功率；Q—— 常壓模式下液壓系統(tǒng)的最大流量；—— 最小壓樁速度， V mi n=0.7m/ mi n ；m i nVP —— 快壓模式到常壓模式的轉(zhuǎn)換壓力，取 P = 12MP a ；—— 最大負(fù)載， F = 8000KN；Fη—— 液壓缸效率 , η = 0.95；由 ( 3- 4)式可得：Q = = 231(L / mi n)PF Vmi n在加壓模式下：( 3- 5)4/2 2221mi n ）π（ DDVQ 式中：Q—— 加壓模式下液壓系統(tǒng)的最大流量；—— 最小壓樁速度， = 0.7m/ mi n ；m i nV m i nV—— 主壓樁液壓缸內(nèi)徑， D 1 初選為 210mm；1DD 2 —— 副壓樁液壓缸內(nèi)徑 , D 2 初選為 210mm；由 ( 3- 5)式可得：Q = 97(L / mi n)所以液壓系統(tǒng)的最大流量為 231L/ mi n 。液壓系統(tǒng)選擇的是分功率變量雙泵系統(tǒng)，兩泵輸出流量基本相等。由于液壓泵有一定的漏油損失，所以液壓泵的額定流量大于液壓系統(tǒng)的額定流量，取 1.2 倍，即等于 277L/ mi n 。在前面確定用準(zhǔn)恒功率設(shè)計方法設(shè)計液壓系統(tǒng)的時候就擬訂用準(zhǔn)恒功率壓力補嘗變量泵，根據(jù)液壓泵要求的輸出流量、輸出壓力及輸出功率，查機(jī)械設(shè)計手冊可液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 20 頁 共 56 頁選出液壓泵的型號為 250SC Y 14-1B。表 3-1 液壓泵的性能參數(shù)與該液壓泵配套的電動機(jī)的輸出功率和轉(zhuǎn)速應(yīng)該與該液壓泵相近， 查機(jī)械設(shè)計手冊可選出配 套電動機(jī) 的型號為 Y ZR 355M- 10。表 3-2 電動機(jī)的性能參數(shù)液壓泵的輸出流量有如下關(guān)系式：( 3- 6)B VBB nqQ η 式中：Q—— 液壓泵輸出流量；—— 液壓泵的排量， = 250ml / r ；Bq Bqn B —— 額定轉(zhuǎn)速， n B = 1000r/ mi n ；η B V —— 容積效率， η B V = 0.95；由 ( 3- 6)式可得：Q = 237.5( L / mi n)將液壓泵的額定壓力 38Mpa 代入 ( 3- 2)式可得：p 0 = p n / ζ - Δ p ω = 38/1.3-4=25.2Mpa則液壓系統(tǒng)的額定工作壓力是 p 0 = 25.2Mpa3 . 3 液壓 閥的選 擇液壓閥的選擇是根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖提供的情況，審查圖上各閥在各種工況下達(dá)到的最高工作壓力和最大流量，以此選擇閥的額定壓力和額定流量。一般情況下，閥的實際壓力和流量應(yīng)與額定值相近，但必要時允許實際流量超過額定流型號 排量 額定壓力 額定轉(zhuǎn)速 驅(qū)動功率 容積效率 重量250YC Y14-1B 250m L / r 31.5 Mpa 1000r / m i n 148kw 95% 240kg型號 額定功率 額定轉(zhuǎn)速Y Z R 355M- 10 1 10 KW 590r / m i n液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 21 頁 共 56 頁量的 20%。有 的電液換向閥有時會出現(xiàn)高壓下?lián)Q向停留時間稍長不能復(fù)位的現(xiàn) 象 ，因此，用于有可靠要求的系統(tǒng)時，其壓力以降額使用為宜，或選用液壓強(qiáng)制對中的電液換向閥。單出桿活塞缸的兩個腔有效作用面積不相等，當(dāng)泵供油使活塞內(nèi)縮時，活塞腔的排油流量比泵的供油流量大得多，通過閥的最大流量往往是在這種情況下出現(xiàn)，復(fù)合增速缸和其他等效組合方案也有相同情況，所以在檢查各閥的最大通過流量時，這一點特別注意。此外在選擇流量控制閥時，其最小穩(wěn)定流量應(yīng)能滿足執(zhí)行元件最低工作速度的要求。3.3.1 溢流閥的選擇在主機(jī)的整個液壓系統(tǒng)當(dāng)中，主機(jī)液壓泵、升降液壓缸和橫移、縱移液壓缸共用一個溢流閥作為安全閥，設(shè)定為安全閥 1 ；夾樁液壓缸在夾樁狀態(tài)和松樁狀態(tài)各用一個溢流閥作為安全閥，設(shè)定夾樁溢流閥為安全 閥 2 ，松樁溢流閥為安全閥 3 ； 副 壓樁液壓缸單獨用一個溢流閥作為安全閥， 設(shè) 定為安全閥 4 ； 主 壓樁液 壓缸的常壓模式和快壓模式各有一個溢流閥作為安全閥，設(shè)定常壓溢流閥為安全閥5 ，快壓溢流閥為安全閥 6 。當(dāng)主壓樁液壓缸在常壓模式 下低阻力階 段工作時， 液壓泵的輸 出流量最大，此時為通過安全閥 1 的最大流量，為 237.5L/ mi n ，主壓樁液壓缸壓樁壓力最大可達(dá) 25MP a ，所以 安全閥 1 的調(diào)定壓力略 大于 主壓樁 液壓 缸壓樁 最大 壓力， 定為27MP a 。安全閥 1 的型號選為 S - B G - 06-V - L - 40。當(dāng)夾樁液壓缸以最大速度夾樁時，通 過安全閥 2 的最大流量可達(dá) 237.5L/ mi n ，最大壓力可達(dá) 14MP a ，夾樁油壓安全閥 2 的調(diào)定應(yīng)該小于安全閥 1 的 調(diào) 定 壓 力 ，定為 16MP a 。安全閥 2 的型號選為 S - B G - 06-V - L - 40。當(dāng)夾樁液壓缸以 最大速度松樁 時，通 過安全 閥 3 的最大流量在 237.5L/ mi n ，最大壓力可達(dá) 16MP a ， 但 是松樁壓力要求一般不高，在 5 ～ 10 MP a 之間。 安全 閥3 的型號選為 S - B G - 06-V- L - 40。液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 22 頁 共 56 頁當(dāng)副壓樁液壓缸以最大速度壓樁時， 通 過安全閥 2 的最大流量可達(dá) 95L/ mi n ，最大壓力可達(dá) 20MP a ，所以安全閥 4 的調(diào)定壓力為 20MP a 左右。安全閥 4 的型號選為 S - B G - 06-V- L - 40。當(dāng)主 壓 樁 液 壓 缸 在 常 壓 模 式 下 工 作 時 ， 通 過 安 全 閥 5 的最 大 流 量 可 達(dá)228L/ mi n ， 最大壓力可達(dá) 20MP a ， 但是安全閥 5 的調(diào)定壓力應(yīng)該小于安全閥 1 的調(diào)定壓力，定為 20MP a 。安全閥 5 的型號選為 S - B G - 06-V - L - 40。當(dāng)主壓樁液壓缸在快壓模式下工作時，通過安全閥 6 的最大流量有如下關(guān)系式：( 3- 7)4/2 21m a x1 dVQ π 式中：—— 最大壓樁速度， = 4m/ mi n ；m a xV m a xV—— 通過溢流閥 6 的最大流量；1Qd 1 —— 主壓樁液壓缸活塞桿直徑；初選為 210mm；—— 主壓樁液壓缸個數(shù)， = 2 ；n n由 ( 3- 7)式可得：Q1 = 277(L / mi n)通過安全閥 6 的最大壓力為轉(zhuǎn)換壓 力， 即 12MP a ，所以安全閥 6 的調(diào)定壓力為12MP a 。安全閥 6 的型號選為 S - B G - 06-V - L - 40。表 3-3 各安全閥的性能參數(shù)序號 型號 調(diào)壓范圍 調(diào)定壓力 最大流量 連接型式 重量安全閥 1 S - BG - 06-V- L - 40 0. 4 ～ 25MP a 2 7 MP a 200L/ m i n 板式 5kg安全閥 2 S - BG - 06-V- L - 40 0. 4 ～ 25MP a 16MP a 200L/ m i n 板式 5kg安全閥 3 S - BG - 06-V- L - 40 0. 4 ～ 25MP a 10MP a 200L/ m i n 板式 5kg安全閥 4 S - BG - 06-V- L - 40 0. 4 ～ 25MP a 2 0 MP a 200L/ m i n 板式 5kg安全閥 5 S - BG - 06-V- L - 40 0. 4 ～ 25MP a 2 0 MP a 200L/ m i n 板式 5kg安全閥 6 S - BG - 06-V- L - 40 0. 4 ～ 25MP a 16MP a 200L/ m i n 板式 5kg液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 23 頁 共 56 頁3.3.2 平衡閥的選擇升降液壓缸的四個液壓缸各用一個平衡閥，起限速和鎖緊的作用。這四個平衡閥的先 導(dǎo) 壓 力 為 8MP a 左右 ， 單 向 閥 口的 工 作 壓 力 可 達(dá) 25MP a ，最 大 流 量 可 達(dá)237.5L/ mi n 。所以四個平衡閥的選型為 F D 16PA 12/B 30。表 3-4 平衡閥的性能參數(shù)3.3.3 單向閥的選擇液壓系統(tǒng)由兩個液壓泵提供油液，每個泵的出口處都安裝一個單向閥，作為背壓閥使用，并防止油液回流。設(shè)為單向閥 1 和單向閥 2 。通過每個單向閥的最大流量為系統(tǒng)最大輸出流量的二分之一， 即 1 18.75L/ mi n ； 每 個單向閥的最大壓 力可達(dá) 25MP a 左右，根 據(jù)最大流量和最大壓力查機(jī)械設(shè)計手冊可確定這兩個單向 閥的型號為 S 20P320。夾樁液壓缸有四個，這四個液壓缸共用一個液控單向閥，起正向通油，反向鎖緊的作用。 設(shè)為單向閥 3 。 通過該單向閥的流量最大可達(dá) 228 L / mi n ， 壓力最 大可到 14MP a ， 根 據(jù)最大流量和最大壓力查機(jī)械設(shè)計手冊可確定該單向閥的型號 為S V 30PB 130。主壓樁液壓缸上的液控單向閥起正向通油， 反 向鎖緊的作用。 設(shè) 為單向閥 4 。通過該單向閥的流量最大可達(dá) 228L/ mi n ， 壓 力最大可到 12MP a ， 根 據(jù)最大流量 和最大壓力查機(jī)械設(shè)計手冊可確定該單向閥的型號為 S V 30PB 130。表 表 表表3-53-5各單向閥性能參數(shù) 各單向閥性能參數(shù) 各單向閥性能參數(shù)各單向閥性能參數(shù)型號 工作壓力 流量 先導(dǎo)壓力 開啟壓力 連接型式F D 16PA12/B30 31.5MP a / 42MP a 200L/ m i n 2 ～ 31.5MP a 0. 2MP a 板式序號 型號 最大工作壓力 最大流量 開啟壓力 連接型式單向閥 1 S 20P320 31.5MP a 1 20L / m i n 0. 3MP a 板式單向閥 2 S 20P320 31.5MP a 1 20L / m i n 0. 3MP a 板式單向閥 3 S V 30PB130 31.5MP a 2 40L / m i n 0. 3MP a 板式單向閥 4 S V 30PB130 31.5MP a 2 40L / m i n 0. 3MP a 板式液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 24 頁 共 56 頁3.3.4 換向閥的選擇橫移、縱移機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu) 的換向閥組 ，共八個換 向閥，都是 三位六通閥，滑閥機(jī)能都是 E ，通過的流量最大可達(dá) 237.5L/ mi n ，壓力最大可達(dá) 25MP a ，所以該八個換向閥的型號確定為 Z F S - L 32H- Y T - O。夾樁機(jī)構(gòu)有一個換向閥，是三位六通閥，滑閥機(jī)能是 E，通過的流量最大可達(dá) 237.5L / mi n ，壓 力最大可達(dá) 14MP a ，所 以該換向閥的型號確定為 Z F S - L 32C- Y T -O。壓樁機(jī)構(gòu)有三個換向閥，都是三位六通閥 ，通過的流量最大 可 達(dá) 228L/ mi n ，快壓換向閥的壓力最大可達(dá) 12MP a ，另 外兩個換向閥的壓力最大可達(dá) 25MP a ， 控制壓樁速度模式的換向閥的型號確定為 Z F S - L 32C- Y T - O， 另 外兩個換向閥的型 號確定為 Z F S - L 32H- Y T - O。表 3-6 各換向閥性能參數(shù)3 . 4 液壓 缸主要 參數(shù)的 計算3.4.1 壓樁液壓缸主要參數(shù)的計算壓樁液壓缸由一對主液壓缸和一對副液壓缸組成。根據(jù)液壓設(shè)計手冊：液壓缸內(nèi)徑：（ 3-8 ）PFD 21 1057.3 D1 - - - 缸筒內(nèi)徑（ m）F - - - - - 載荷力（ K N）P - - - - - - 選定的工作壓力 ( Mpa)則： = 286mm1D查機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸、 氣 缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列 （ G B / T 2348—— 1993） 可 確定：型號 工作壓力 最大流量 中位機(jī)能 連接型式ZF S - L 32H- Y T - O 31.5MP a 200L/ m i n 中間封閉 螺紋連接ZF S - L 32C- Y T - O 16MP a 200L/ m i n 中間封閉 螺紋連接液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 25 頁 共 56 頁= 280mm1D根據(jù)經(jīng)驗，一般選取副壓樁缸內(nèi)徑為 D2 = 1.183D1= 1.183 = 331mm2D 1D查機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸、 氣 缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列 （ G B / T 2348—— 1993） 可 確定：表 3- 73- 7液壓缸的缸筒內(nèi)徑尺 寸系列 ( m m )( m m )= 320mm2D由上式可得： ≥ 185 mm1d查機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸、 氣 缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列 （ G B / T 2348—— 1993） 可 確定： = 220 mm1d表 3- 83- 8液壓缸的活塞桿外徑 尺寸系列 ( m m )( m m )副壓樁液壓缸和主壓樁液壓缸既然缸內(nèi)徑選擇的比例為 1.183： 1 ，二者又沒有其他特別的要求，為了方便采購和安裝，選擇副壓樁液壓缸的活塞桿直徑8 40 123 ( 280)10 50 ( 140) 32012 63 160 ( 360)16 80 ( 180) 40020 ( 90) 200 ( 450)25 100 ( 220) 50032 ( 1 10) 2504 18 45 1 10 2805 20 50 125 3206 22 56 140 3608 25 63 16010 28 70 18012 32 80 20014 36 90 22016 40 100 250液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 26 頁 共 56 頁d 2 = 1.183d1 = 236.6mm查機(jī)械設(shè)計手冊 液壓缸、氣缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列（ G B / T 2348—— 1993）可確定：d 2 = 220mm副壓樁液壓缸和主壓樁液壓缸的工作行程兩者應(yīng)該相同，行程的具體確定應(yīng)該由整個液壓靜力壓樁機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和運輸要求決定。在保證液壓缸活塞桿強(qiáng)度和剛度的條件下，壓樁液壓缸的行程越長，則壓樁和松樁的次數(shù)就越少，工作效率就越高，但是壓樁液壓缸的行程過長，必然導(dǎo)致整個液壓靜力壓樁機(jī)的運輸高度過高， 不 便于運輸。 根據(jù) 《 中國交通道路安全法》 的相關(guān)規(guī)定， 運 輸集裝箱的貨車 ，從地面算起高度不可超過 4.2 米， 一 般的大型貨運汽車的高度更是不可超過 4 米 ，考慮到貨運汽車本身機(jī)身高度有 1 米左右，所以運輸時（長船、短船已拆下）液壓靜力壓樁機(jī)的 機(jī)身到壓樁缸頂?shù)母叨葢?yīng)該在 3 米左右，所以壓樁液壓缸的行程（缸筒的長度）也就只能在 1.5 米左右，選擇壓樁液壓缸的行程為 1.5 米。3.4.2 縱移、橫移液壓缸主要參數(shù)的計算1 橫移液壓缸主要參數(shù)的計算橫移液壓缸是裝在短船上，起升液壓缸伸縮，長船離地，短船落地，然后橫移液壓缸伸縮，橫移液壓缸推動行走小車移動，行走小車帶動整個機(jī)身和長船作相對與短船的橫向移動，此時橫移液壓缸的負(fù)載壓力最大，有如下關(guān)系式：F = Q .f .g ( 3- 9)式中：g —— 重力加速度；Q—— 整機(jī)除短船以外的總質(zhì)量，參考 ZY J 680B壓樁機(jī)說明書，可知 ZY J 6 80B壓樁機(jī)的橫移機(jī)構(gòu)的重量為 32 噸，則 有相似原理可知 ZY J 800壓樁機(jī)的橫 ZY J 8 00為 1 1.3 噸 ; 查表 1 又知整機(jī)的總質(zhì)量為 850噸左右 , 則可確定 Q = 802噸；f —— 行走小車車輪與短船之間的摩擦系數(shù)， 查 機(jī)械設(shè)計手冊可知， 兩 金屬 之間的摩擦系數(shù)一般為 0.03～ 0.06之間，取 f = 0.04；液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 27 頁 共 56 頁F —— 縱移液壓缸的負(fù)載壓力；( 3- 10）4/η2 24DPF π 式中：η —— 液壓缸效率 , η = 0.95；P —— 橫移液壓缸最大工作壓力， P = 27MP a ；—— 橫移液壓缸的內(nèi)徑， 短 船前后各有一個， 對 應(yīng)的橫移液壓缸左右也 各4D有一個，共兩個；由上式可得：F = 320.8K N； = 277mm4D查機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸、 氣 缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列 （ G B / T 2348—— 1993） 可 確定：= 320mm4D一般的 , 在中高壓強(qiáng)下，液壓缸有桿腔和無桿腔的面積比為 1:2 ，即有 :( 3- 1 1)4/)(24/ 242424 dDD ππ式中 :—— 橫移液壓缸的內(nèi)徑；4D—— 橫移液壓缸活塞桿直徑；4d由上式可得：= 0.707 = 224.4mm4d 4D查機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸、 氣 缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列 （ G B / T 2348—— 1993） 可 確定：= 220mm4d液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 28 頁 共 56 頁2 縱移液壓缸主要參數(shù)的計算縱移液壓缸是裝在長船上，起升液壓缸伸長，短船離地，長船落地，然后縱移液壓缸伸縮，縱移液壓缸推動行走小車移動，行走小車帶動整個機(jī)身和短船作相對與長船的縱向移動，此時縱移液壓缸的負(fù)載壓力最大，有如下關(guān)系式：F . η = Q .f .g ( 3- 12)式中：g —— 重力加速度；Q—— 整機(jī)除長船以外的總質(zhì)量，參考 ZY J 680B壓樁機(jī)說明書，可知 ZY J 6 80B壓樁 機(jī) 的 縱 移 機(jī) 構(gòu) 的 重 量 為 40.6噸， 則 有 相 似 原 理 可 知 ZY J 800 壓樁 機(jī) 的 縱ZY J 800 為 14.3噸 ; 查表 1 又知整機(jī)的總質(zhì)量為 850噸左右 , 則可確定 Q = 802噸；f —— 行走小車車輪與長船之間的摩擦系數(shù)， 查 機(jī)械設(shè)計手冊可知， 兩 金屬 之間的摩擦系數(shù)一般為 0.03～ 0.06之間，取 f = 0.04；F 為縱移液壓缸的負(fù)載壓力；( 3- 13)4/2 25DPF π 式中：η —— 液壓缸效率 , η = 0.95；P —— 系統(tǒng)最大工作壓力；D5 —— 縱移液壓缸的內(nèi)徑， 長 船一邊有一個，對 應(yīng)的縱移液壓缸一邊也一 個 ，共兩個；由上式可得：F = 337.7KN； = 284.4mm5D查機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸、 氣 缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列 （ G B / T 2348—— 1993） 可 確定：= 320mm5D液壓靜力壓樁機(jī)液壓系統(tǒng)改造－總體部分設(shè)計第 29 頁 共 56 頁一般的，在中高壓強(qiáng)下，液壓缸有桿腔和無桿腔的面積比為 1:2 ，即有 :- ( 3- 14)2525 (24/ DD ππ 4/)25d式中 :D5 —— 縱移液壓缸的內(nèi)徑；d 5 —— 縱移液壓缸活塞桿直徑；由上式可得：= 0.707 = 224.4mm5d 5D查機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸、 氣 缸內(nèi)徑及活塞桿外徑系列 （ G B / T 2348—— 1993） 可 確定：= 220mm5d通過以上計算可以看到，縱移液壓缸的活塞桿直徑很小，但是縱移液壓缸要求的行程又很長，所以要對縱移液壓缸的