[实用新型]一种可无级调节冲击能和频率的液压打桩锤气液控制驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及桩基础施工机械，尤其是涉及液压打桩锤的一种气液联合控制与驱动系统。

背景技术

近年来，国内的一些科研院所开始引进国外液压打桩锤的技术进行试验、研究。主要是对国外的几种液压打桩锤的液压系统进行理论研究、系统仿真等，根据实验结果，改进系统回路。其工作方式基本上就是两种：一种是单作用油缸把锤头提升到预定位置，然后释放液压力，在重力作用下向下冲击实现打桩；另一种是双作用油缸下腔进高压油上腔通回油把锤头提升到预定位置，然后上腔进高压油下腔通回油，在重力和液压力共同作用下向下冲击实现打桩。第一种方式的冲击能无法达到很大，同时无法远程实现调节冲击能和冲击频率，也就无法满足实际施工对冲击能和冲击频率的调节要求；第二种方式虽然可以达到大的冲击能，但结构复杂，且也无法远程实现调节冲击能和冲击频率，也即无法满足实际施工对冲击能和冲击频率的调节要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种使液压打桩锤既可达到大的冲击能目的又可实现远程无级调节冲击能和冲击频率，满足实际施工对冲击能和冲击频率的调节要求的可无级调节冲击能和频率的液压打桩锤气液控制驱动系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的可无级调节冲击能和频率的液压打桩锤气液控制驱动系统，包括冲击重锤、冲击油缸、冲击点信号采集阀、主进油锥阀、第一无桩和低气压停止冲击控制阀、低气压信号采集阀、冲击油缸过载保护阀、回程吸空补油阀、主回油锥阀、第二无桩和低气压停止冲击控制阀、回油蓄能器、高压蓄能器、主控阀、高频低冲击能调压阀、低频大冲击能调压阀、冲击能冲击频率切换阀、控制油路蓄能器、无桩信号采集阀、桩帽，P、O、Pk和T分别是主油路高压油入口、主油路回油口、控制油入口和泄漏回油口，冲击油缸下腔通过主进油锥阀及主回油锥阀交替进高压油或回油，上腔充氮气并与主控阀的Ak3控制口(压力作用面积为Ak3)相通；主控阀的输出K2口和K1口分别通主进油锥阀及主回油锥阀的控制腔，控制其交替开关，其控制口Ak2(压力油作用面积为Ak2)通K2腔、控制口Ak(压力油作用面积为Ak)接控制油Pk、控制口Ak1(压力油作用面积为Ak1)接冲击点信号采集阀。

采用上述技术方案的可无级调节冲击能和频率的液压打桩锤气液控制驱动系统，冲击重锤向上运动(简称回程)由液压力驱动、向下运动(简称冲程)由上腔氮气压力和冲击重锤自重联合驱动产生强大冲击能、回程换向由不断增大的上腔氮气压力与液压先导控制压力比较控制主控阀换向来实现，于是远程调节液压先导控制压力即可无级调节打桩锤的冲击能和频率。冲击油缸活塞在下腔进高压油时带动冲击重锤向上运动，冲击油缸上腔氮气压缩蓄能、氮气压力Pq升高，当Pq对主控阀心的作用力Pq·Ak3大于控制压力Pk对主控阀心的作用力Pk·Ak时使主控阀换向，进而关闭主进油锥阀、打开主回油锥阀，于是使冲击油缸下腔回油，冲击油缸的活塞及冲击重锤在自重和氮气压力作用下加速向下运动冲击桩帽实现打桩，同时冲击点信号采集阀动作引压力油到主控阀使其换向，关闭主回油锥阀打开主进油锥阀实现冲程换向。调节Pk大小即可调节冲击能和冲击频率的大小。

本实用新型的优点和技术效果是：

1、冲击油缸下腔为液压油腔，上腔为密封的氮气腔，下腔进高压油时，冲击油缸活塞杆带动冲击重锤向上运动同时上腔氮气压缩蓄能；冲击油缸下腔通回油时，冲击重锤在自重和氮气压力的共同作用下加速向下运动冲击桩帽。所以，相对完全依靠重力产生冲击的打桩锤来说，本实用新型可使液压打桩机的冲击能最大可提高50％以上。

2、冲击油缸回程换向控制原理是：冲击油缸活塞向上运动使其上腔的氮气压力Pq升高，直至Pq对主控阀心的作用力Pq·Ak3大于控制压力Pk对主控阀心的作用力Pk·Ak使主控阀换向，实现回程换向，因此，改变Pk的大小，即可改变主控阀换向时的冲击油缸氮气腔的氮气压力大小。由于换向时的氮气压力取决于冲击油缸向上运动行程，而该行程又决定了冲击能和冲击频率，因此，无级调节Pk大小也就无级调节了冲击能和冲击频率。

综上所述，本实用新型是一种使液压打桩锤既可达到大的冲击能目的又可实现远程无级调节冲击能和冲击频率，满足实际施工对冲击能和冲击频率的调节要求的可无级调节冲击能和频率的液压打桩锤气液控制驱动系统。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型液压打桩锤气液压控制与驱动原理图(打击点位置、主阀心未换向)；