振动打桩机液压钳的设计制造
液压振动打桩机设计
（ｏａｌ １７ Ｔ ｔｌ ９ ） ｙ
液压振动打桩机设计
刘 军 玉
（ 山东理工大学， 山东 淄博 ２ ５ ４ ） ５０ ９
摘 要 ： 对 城 建 、 梁等 各 种 基础 施 工 的 沉拔 桩 工 作设 计 出 了一 套 完整 的 液压 振 动 打 桩 设 备 ． 细 阐述 了液压 打桩 机 针 桥 详 的设 计 要 求 、 工作 原理 以及 总体 结 构 。对 液压 打 桩机 的液压 马 达 、 压元 件 及减 震 器 等 关键 部件 进行 了选 择 和校 核 。并 液 实现 了打桩 机 与 某型 挖掘 机 的连 接 ， 而 能够 完成 对板 桩 的 夹持 、 动插 拔 等 工作 。 计 的液 压振 动 打 桩机 完全 符合 设 从 振 设 计要求。 关 键 词 ： 压 ： 动 打桩 ： 计 液 振 设
点要 求 ： （） １打桩 形式 为激 振力 打桩 ， 激振 力为 １ ０ Ｎ。 ８ｋ
般 与起 重 机或 桩 架配 套使 用 ， 于 各类 钢 板 桩 和 适
钢 管 桩 的沉 拔 作 业 ． 可 用 于 混 凝 土 灌 注 桩 、 灰 亦 石 桩、 沙桩 等多种 类 型 的地 基处理 作业 ． 修筑 路 面施工 时要 用 打桩机大 的力 ． 而使得 打桩机 械过 于庞 大 ， 从 给施工 造成 困难 。而 振动 打桩机 可 以利用偏 心块 的旋 转产 生 的离 心力 来 进行 打 桩 ， 这个 过 程 克服 的泥 土 阻力 很小 ． 只需 要较 小型 的机 械就能解 决 问题 。 借 鉴 于国 内外 的先 进技 术 ． 合我 国实 际情 况 ． 结
中图分类号 ： Ｈ１７ Ｔ ３． ５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ３ ３ ４ （０ ７ １— ０ ２ ０ １７ — １２ ２ ０ ）２ ０ ３ ～ ３
ZCY07型液压打桩锤液压控制系统设计
机电工程学院本科生毕业论文（设计）题目ZCY07型液压打桩锤液压控制系统设计摘要打桩锤是用于建筑、码头等桩基础施工的预制桩施工机械。
液压打桩锤从20世纪70年代中期开始研制，是世界各国对节能和环保问题重视以及机电液一体化技术发展的结果，与目前较常使用的落锤、柴油锤相比，它具有能量传递效率高、噪音低、打击能量高且易于控制等优点。
因此，液压打桩锤的研究和开发，对于环保、节能、促进社会技术进步具有重要的意义。
本论文针对液压打桩锤的特点和发展趋势，通过对国内外典型同类产品液压系统的结构和工作原理进行深入的研究，并结合液压系统方案的选择与设计要求,设计出了一种新型的液压打桩锤的液压系统——ZCY07型打桩锤液压系统。
然后是液压系统参数的计算与元件选则，最后对设计的液压系统进行了仿真。
关键词：液压打桩锤；液压系统；设计计算与仿真ABSTRACTHydraulic pile hammer was a kind of machine, which was widely used in architecture and dock to make base. As the result of the development of technology of integration of mechanics, electron and hydraulic pressure, hydraulic pile hammer has been researched and manufactured since 1970’s because it could save energy sources and benefit environment. Compared to such conventional hammer as falling hammer and pile hammer using diesel oil, it owned some advantage like high transmission efficiency, low noise, high piling energy and easy controlling. So research and development on it were taken in the word, which have an important influence on environment protection, energy saving and technology advancement.Aiming at the peculiarity and trend of hydraulic hammer, based on thorough research of the domestic and foreign models of similar product of the hydraulic system schematic diagram and combine the hydraulic system plan choice and the design request,designed a new type hydraulic system of the hydraulic piling hammer——the hydraulic system of ZCY07-piling hammer.Then is calculation of parameters and components choose of the hydraulic system, finally is the simulation of the designed hydraulic system.Key words: Hydraulic Pile Hammer; Hydraulic System; Design Calculations and Simulation目录第1章绪论 (1)1.1桩基础简介 (1)1.2.1设置打入式预制桩设备 (4)1.2.2设置钻孔式就地灌注桩设备 (5)1.3液压打桩机 (5)1.3.1国内外研究现状 (9)1.3.2存在的问题 (9)1.3.3发展方向 (10)1.4选题的背景和意义 (10)第2章国内外几种典型液压打桩锤液压控制系统方案的比较 (13)2.1 电磁阀控制换向回路设计 (13)2.2电磁阀控制的弹簧和桩锤自重双重作用方案 (15)2.3内外差动式液压作用方案 (17)2.4日本NH系列液压锤液压控制系统原理方案 (19)2.5气液联合控制的打桩方案 (21)第3章液压系统原理设计 (23)3.1设计要求 (23)3.2设计分析 (23)3.3工作过程分析 (24)3.3.1防空打过程分析 (24)3.3.2漏气保护分析 (24)3.3.3打桩工作过程分析 (24)3.4工作状态中阀的状态耦合 (25)3.4.1初始状态 (25)3.4.2上升过程 (25)3.4.3下降过程 (26)3.5打桩频率和冲击能的无级调节 (27)3.6液压系统中阀的作用 (27)第4章标准件的选用和油路压力损失计算 (29)4.1液压油的确定 (29)4.2.1插装阀的设计和选用 (29)4.2.2其他主要标准件的选用 (31)4.2.2.1单向阀的选用 (31)4.2.2.2溢流阀的选用 (31)4.2.2.3手动换向阀的选用 (32)4.3管路的选用 (32)4.3.1吸油管路的选用 (32)4.3.2回油管路的选用 (33)4.3.3高压进油油路的选用 (34)4.3.4接回油低压蓄能器钢管的选用 (34)4.3.5接进油高压蓄能器钢管的选用 (35)4.4蓄能器及其选择计算 (35)4.4.1蓄能器的用途和分类 (35)4.4.2蓄能器的安装与使用 (37)4.4.3蓄能器的选择计算 (37)4.5其他元件的选用 (40)4.6压力损失计算 (40)4.6.1沿程压力损失计算 (41)4.6.2局部压力损失计算 (42)4.6.3从油缸到主泵的压力损失 (42)第5章主控换向阀的设计 (43)5.1主控换向阀的设计要求 (43)5.2主控换向阀材料的确定 (43)5.3主控换向阀阀件参数的确定 (44)5.3.1阀芯直径和阀体开口量的确定 (44)5.3.2阀芯其它参数的设计确定 (45)5.3.3阀体壁厚的设计计算 (46)5.3.4阀盖厚度的设计计算 (46)5.4主控换向阀的性能校核 (47)5.4.1主控换向阀的泄漏特性 (47)5.4.2主控换向阀的功率损失 (49)第6章打桩锤液压控制系统的动态仿真 (51)6.1仿真的基本概念 (51)6.2仿真技术在液压系统中的应用 (52)6.3仿真的目的 (52)6.4建模仿真软件——AMESim的介绍 (52)6.5打桩锤液压系统的动态仿真与分析 (53)第7章设计总结与展望 (58)7.1本论文的总结 (58)7.2今后要做的工作 (58)第8章结束语 (59)参考文献 (60)附录1 英文译文附录2 英文原文附录3 实习报告第1章绪论在土木建筑中，桩基础是应用的比较广泛的一种基础类型，也是最古老的基础之一，它是人类在软弱地基上建造建筑物的一种创举。
液压振动插桩机设计
ＺＨＡＮＧ ｕ ｎ ｈ ｇ ＡＩ Ｇｕ ｎ －ｆ ＧＡＩ Ｔａ Ｃｈ ａ －ｚ ｏｎ ａｇ ｕ ｏ
（ｈ ｎ ｌ Ｏｉ Ｆ ｅ ｅｒ ｌｕ Ｄｒ ｌ ｇ Ｃ ｍｐ ｎ ， ｏ ｇ ｉ ｇ Ｓ ａ ｄ ｎ ， ７ ４ ） Ｓ ｅ ｇｉ ｌ ｉｌ Ｐ ｔｏｅ ｍ ｉ ｉ ｏ ａ ｙ Ｄ ｎ ｙ ｎ ｈ ｎ ｏ ｇ２ ０ ５ ｄ ｌｎ ５
ｇａ ｕ ｌｙ ｒｎ ｏｗａｄ ｔｅ ｎ ｗ ｐ ｒｔｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｔｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｏ ｔｂｅ ｐｕ —ｉ ｌｎ ｔｋ ．Ｗｅ ａ ｅ ｏ ｋ ｄ ｏ ｔａ ｗｈ ｌ ｅ ｆｈ ｄ ａ ｌ ｒｄ ａｌ，ｂ ｇ ｆｒ ｒ ｈ ｅ ｏ ｅａｉｎ ｅ ｇｎ ｅｉ ｅ ｈ ｌｇ ｄ ｐａ ｌ ｌｇ ｎ ｐａ ｋ ｓａ ｅ ｉ ｎ ｈ ｖ ｗ ｒｅ ｕ ｏｅ ｓｔｏ ｙ ｒｕｉ ｃ ｖｂ ａｏｙｐ ｕ － ｎｄ ｖｃ ， ｎ ｄ ｔｃ ｎ ｂ ｏ ｎ ｃｅ ｏ ａ ｘ ａａｏ，Ｓ ｓｔ ｏｔｅｗｏｋｏ ｒｂ ｉｇｏ ｉｒｔｎ ｈ ｔｋ ． ｉｒｔｒ ｌ ｇ ｉ ｅ ｉｅ ａ ｄｍａ ｅｉ ａ ｅｃ ｎ ｅ ｔｄｔ ｅ ｃ ｖ ｔｒ Ｏａ ｏｄ ｈ ｒ ｆｇａ ｂｎ ｒｖｂ ａｉｇｔ ｅｓａ ｅ
【 ｙｗｏｄ ］ ｄａｌ ； ｉｒｔｒ ｄｐｕ—ｎ；ｅｉ Ｋｅ ｒｓＨｙｒ ｉ Ｖｂａ ｙ ａ ｌｇｉ Ｄ ｓ ｎ ｎ ｃ ｏ ｎ ｇ
随 着 经 济 的 发 展 ， 们 对 石 油 的 需 求 量 不 断 增 加 ， 陆上 易 开采 人 而 的 石 油储 量 也 在 不 断减 少 ． 是 人们 开始 把 目光 转 向海 上 特 别 是 浅海 于 地 区 。 由 于浅 海 地 区 船 只无 法 通 行 ， 只有 靠 修 筑 道 路 来 建 立 陆 上 和井 场 的联 系 。修 筑 路 面施 工 时 要 用 打桩 机 将 桩 打 进 泥 土 中 ． 果 采 用静 如
液压油管钳设计
毕业设计说明书液压油管钳设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：01235285216指导教师：2014年 6 月摘要摘要此论文主要讲述的是新型的设计。
液压油管钳是油田上卸油管的主要工具。
液压油管钳是一种开口式，可调速的液压油管钳。
因为它是开口式的，不必像闭口钳一样上下移动装卸油管。
可以水平的装卸油管。
这种新型的液压油管钳采用的是钢丝绳作为主要的夹紧装置。
通过主滚筒的拉动钢丝绳的时候，使得通过饶绳马达缠绕在油管外壁的钢丝绳滑动。
这样可以产生很大的上卸扭矩，而不会伤害油管外壁。
这样可以使得在石油管材中仅次于套管的第二大石油管材，拥有更长的寿命。
增加很大的经济效益。
克服了现有油管钳的较容易刮伤油管外壁的缺点。
它的运动非常的平稳，而且噪音很小。
此设备使用和维护简单。
钢丝绳在使用过2000次后，必须更换。
此液压钳通过用钢丝夹，可以更换钢丝绳非常的容易。
工人在操作机器简单。
减轻了工人的劳动量。
此设备可以完全的胜任油田的恶劣的工作环境。
对环境的要求不严格，这恰好适应了油田的环境。
关键词：液压油管钳，绕绳器，缺口齿轮，存绳器Abstrac tAbstractThis thesis is about the design of new hydraulic tubing clamp. Hydraulic tubing clamp is the main tool for loading and unloading pipe on oil. RX hydraulic tubing clamp is a open type, adjustable speed hydraulic tubing clamp. Because it is open type, The clamp do not move up and down for loading and unloading as closed as the old pipe clamp. It can load and unload tubing on the level. The wire rope is used as the main clamping device on the new hydraulic tubing clamp. Pulling the rope through the main cylinder makes the rope slide on the tubing outer wall of the rope , when the rope has wrapped on its outer. It can produce great torque, and will not damage the pipe wall. It makes the pipes a longer life, and is on the second place in the field of oil pipes’ supplies. It can enhance the great economic.It overcomes the weakness of the more easily scratched the outer of the tubings. Its movement is very smooth, and the noise is very small.This device is simple to be used and maintained. The rope must be replaced after using 2000 times.By using a wire clip, wire rope of the hydraulic clamp can be replaced very easily. The workers can operate the machine simply. It can reduce the workers’ labor.This equipment can be fully qualified facing the field of poor working conditions.Environmental requirements are not strict, which is just adapted to the field of environment.Key words: hydraulic tubing clamp, the device of winding wire rope, the gap gear, the storing rope device目录目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章引言 (1)第二章液压油管钳控制回路的设计 (2)2.1液压油管钳主要结构 (2)2.2工作过程 (2)2.3控制回路 (3)2.4底板的设计 (5)2.4.1液压控制元件的选择 (5)2.4.2 行程阀底板的设计 (12)2.4.3 主控制回路的底板的设计 (14)第三章油管钳的主体结构的设计 (18)3.1绕绳部分的设计 (18)3.1.1 绕绳滚筒的设计 (18)3.1.2 绕绳滚筒轴的设计 (23)3.1.3 缺口齿轮部分的设计 (23)3.1.4 缺口齿轮底板 (27)3.1.5 悬吊支架的设计 (28)3.2主滚筒的设计 (28)3.3行程阀控制部分的设计 (32)3.3.1绕绳行程阀控制部分的设计 (32)第四章箱体的设计 (35)总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章引言第一章引言油管是石油管材中仅次于套管的第二大类石油管材，各油田每年用量多在几十万米至数百万米之间。
混凝土破碎液压钳设计
西南科技大学毕业设计(论文)混凝土破碎液压钳设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日目录目录 (2)1 绪论 (8)1.1液压概况 (8)1.2液压工作原理 (8)1.3 液压系统的设计步骤与设计要求 (11)2 液压钳液压原理方案分析与比较 (12)2.1 液压工作原理方案一 (12)2.2 液压工作原理方案二 (13)2.3 液压工作原理方案三 (14)2.4液压原理图方案确定 (15)3 主要计算 (15)3.1技术要求 (15)3.2工况分析 (16)3.2.1 负载分析 (16)3.2.2 初步确定液压缸参数 (17)3.2.3 活塞杆的设计与计算 (19)3.2.4 液压缸工作行程的确定 (20)3.2.5 活塞的设计 (21)3.2.6 导向套的设计与计算 (22)3.2.7 端盖和缸底的设计与计算 (24)3.2.8 缸体长度的确定 (26)3.2.9 缓冲装置的设计 (26)3.2.10 排气装置 (26)3.2.11 密封件的选用 (29)3.2.12 防尘圈 (30)3.2.13 液压缸的安装连接结构 (31)3.2.14计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 (33)4 液压缸主要零件的材料和技术要求 (35)4.1 缸体 (35)4.2 活塞 (36)4.3 活塞杆 (37)4.4 缸盖 (39)4.5 导向套 (40)第5章液压集成块的设计 (41)5.1块式集成的结构 (43)5.2块式集成的特点 (43)5.3块式集成液压控制装置的设计 (43)6、电动泵站的参数计算 (47)7、电动机的选择 (48)8、液压元件的选择 (49)8.1 液压阀及过滤器的选择 (49)8.2 油管的选择 (49)8.3 油箱容积的确定 (50)9、验算液压系统性能 (50)9.1 压力损失的验算及泵压力的调整 (50)9.2 液压系统的发热和温升验算 (53)10 混凝土破碎液压钳程序框图及程序清单设计 (55)10.1动作要求 (55)10.2 程序框图 (55)10.3 程序清单 (57)10.4安装与调试的注意事项 (72)总结 (72)参考文献 (74)致谢 (75)全套图纸加401339828或11970985第1章绪论1.1液压概况当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制、数字控制等技术上也有许多新成就。
振动打桩机液压钳的设计制造
振动打桩机液压钳的设计制造作者：陈荷来源：《科技视界》2014年第11期【摘要】本文介绍振动打桩机的液压钳中扁担梁设计、T型螺栓的选用原则和计算过程，夹头和液压系统的设计过程。
【关键词】打桩机；扁担梁；T型螺栓；夹头；液压系统振动打桩机作为桥梁施工中常用机械设备，在桩基施工中具有重要的作用。
现有武汉桥梁机械厂生产的中-250振动打桩机2台，由于购买时未配套液压钳，振动打桩机在打桩前首先得将法兰盘上部与桩机下部通过100—M27螺栓紧固连接，法兰盘下部与桩基础护筒焊接，护筒四周焊接均匀牢固后，方可进行振动打桩。
中-250型打桩技术性能参数：振动力：2940kN，偏心力矩达539000N.cm，特别适合大直径桩基的钢护筒沉桩施工。
沉桩时钢护筒直径可达到2.5～3米左右。
但由于振动打桩机为法兰与钢护筒采用焊缝连接，焊接量大，每焊接一次需4小时左右，效率极低；且振动力大，当焊接护筒一方未焊接牢固，常出现振裂症状，就会使整个打桩机的受力偏移，同时也导致电动机机座出现断裂，严重影响施工进度。
为从根本上解决打桩机与钢护筒的连接方式，我们通过以下几个方面设计，达到满足大口径桩基钢护筒沉桩的要求：1 振动打桩机扁担梁的设计我们通过对温福线白马河特大桥现场使用的日本180T振动打桩机研究，结合现状，利用闲置的双联I56a型工字钢作液压钳与桩锤的扁担梁。
两工字钢中心距515mm，上翼缘板焊接一块厚30mm长宽1900×1500的钢板，该钢板与桩机下部通过100—M27螺栓连接。
选用工字钢的可行性分析：桩锤自重13T，振动力最大2940kN，最大护筒直径不超过3.3m。
纯弯曲时工字钢梁横截面上的应力：δ■=■≤δ=1600kg/cm■方能满足受力要求：W=1370cm■δ■=■=1039kg/cm■I56a型工钢符合设计抗应力要求，为增强其抗疲劳强度，增强2条工字钢整体稳定性，工字钢腹板两侧均有δ12mm的钢板连接。
混凝土破碎液压钳设计液压系统设计
混凝土破碎液压钳设计液压系统设计一、系统结构设计混凝土破碎液压钳设计液压系统结构一般包括主控阀组、泵站、液压缸、驱动机构等。
主控阀组负责控制液压系统的工作，包括油液的流量、压力调节、液压缸的启闭等。
泵站负责向液压系统提供所需的液压能。
液压缸是液压系统中的执行机构，用于驱动混凝土破碎液压钳的工作。
驱动机构可以选择液压马达或液压泵等。
二、液压元件的选择与布置液压元件的选择与布置对液压系统的性能和可靠性起着至关重要的作用。
常见的液压元件包括液压泵、液压缸、油缸、主控阀组等。
在设计选择时要考虑混凝土破碎液压钳的使用环境、工作条件和工作强度等因素，衡量其性能与可靠性，同时要注重元件之间的匹配性和互换性。
液压元件的布置要合理，能够满足混凝土破碎液压钳的工作需求，并且方便维护和保养。
在布置时，要确保液压元件之间的密封性和连通性，以确保液压系统的正常工作。
三、控制系统设计液压系统的控制系统设计是混凝土破碎液压钳设计液压系统中非常关键的一步。
控制系统要能够实现对液压系统的调节和控制，确保混凝土破碎液压钳的工作性能和可靠性。
常见的控制系统设计方法包括手动控制、电液控制和自动控制。
手动控制适用于简单的操作，电液控制适用于一些较为复杂的操作，自动控制则适用于要求高精度和高效率的操作。
四、安全保护系统设计在混凝土破碎液压钳设计液压系统时，要设计相应的安全保护系统，以保证人员和设备的安全。
安全保护系统主要包括过载保护系统、液压锁紧系统、压力保护系统等。
过载保护系统可以通过设计限压阀或溢流阀来实现，当液压系统超过设定值时，可以自动切断液压能的输入，以避免损坏液压系统或设备。
液压锁紧系统可以通过设计油缸的回油管路和联动阀来实现。
当液压系统失压时，液压缸将停止工作，并保持在当前位置。
压力保护系统是通过设计压力传感器、压力开关等来实现，用于监测液压系统的工作压力，并在超过设定值时发出警报，以保护液压系统和设备的安全。
总之，混凝土破碎液压钳设计液压系统是一项复杂的工程，需要考虑多个因素，并综合应用液压原理、机械原理和控制原理等知识。
一种液压打桩锤桩套变径装置设计与分析
一种液压打桩锤桩套变径装置设计与分析针对日益广泛应用的液压打桩锤大桩套内径变径方式进行研究，通过提供一种新型可替换插入式装置改变传统焊接式变径方式，降低对母材的破坏，提供施工现场作业效率；并利用Ansys软件进行两种危险工种应力及应变分析，以改进设计。
标签：液压打桩锤；桩套；有限元分析；变径装置1 概况液压打桩锤是海洋工程如海洋石油工程导管架桩基作业、海洋风电工程桩基安装、跨海大桥桩基作业等领域应用广泛的关键设备，它通过大能量传递把钢桩打入海底预定深度，从而实现海上结构物的固定。
打桩锤桩套则是让液压打桩锤放置于钢桩上的重要组成部件。
尤其是当前海洋石油工程及风电市场的蓬勃发展，海上钢桩直径越来越大，对桩套来说规格也逐渐变大同时由于其结构及材质特殊，价格也往往不菲。
当前，液压打桩锤的用户购置时只按照可能需求的最大桩径随打桩锤购置一个桩套，而当需要作业于较小直径钢桩时，通常做法是在原桩套内部焊接若干条状筋板实现内径变化。
这种方法缺点明显，一是耗时耗材，每次焊接需大量优质钢材板和焊材，且这些钢材不能再重复利用；二是长期往复焊接对原桩套母材造成不可修复性破坏，三是对焊接工艺要求高，打桩锤作业的一个关键点在于桩锤砧铁、桩套和钢桩的中心在一条直线上，而逐条焊接筋板的变径工艺就显然不可避免的造成变径的桩径存在较大圆周度误差，则在长时间打桩作业时存在筋板变形风险，容易对打桩设备造成破坏。
文章在于介绍一种新的液压打桩锤桩套内径变径装置，克服现有技术存在的上述缺点，并进行危险工况有限元分析。
图1 液压打桩锤2 设计方案及简图该装置，即可替换变径套芯的设计原理如图2所示，它通过高强螺栓紧固件与打桩锤桩套进行固定连接；桩套芯为管状结构，桩套芯的一端安装有导向环。
其工作原理为打桩锤体通过连接法兰7将砧铁1和锤套2连接为一体，而砧铁1放在锤体和锤套2中间处于自由状态；桩套芯3为管状结构，桩套芯3的一端安装有导向环9，桩套芯3通过紧固件和锤套2进行固定连接，使打桩锤可以顺利安放在钢桩5上，并实现和砧铁1的面接触。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
振动打桩机液压钳的设计制造
摘要】本文介绍振动打桩机的液压钳中扁担梁设
计、T型螺栓的选用原则和计算过程，夹头和液压系统的设计过程。
关键词】打桩机；扁担梁；T 型螺栓；夹头；液压系
振动打桩机作为桥梁施工中常用机械设备，在桩基施工
中具有重要的作用。
现有武汉桥梁机械厂生产的中-250 振动打桩机2 台，由于购买时未配套液压钳，振动打桩机在打桩
前首先得将法兰盘上部与桩机下部通过100—M27螺栓紧固
连接，法兰盘下部与桩基础护筒焊接，护筒四周焊接均匀牢
固后，方可进行振动打桩。
中-250 型打桩技术性能参数：振动力：2940kN ，偏心力矩达539000N.cm ，特别适合大直径桩基的钢护筒沉桩施工。
沉桩时钢护筒直径可达到 2.5〜3米左右。
但由于振动打桩机
为法兰与钢护筒采用焊缝连接，焊接量大，每焊接一次需小时左右，效率极低；且振动力大，当焊接护筒一方未焊接
固，常出现振裂症状，就会使整个打桩机的受力偏移，同时也导致电动机机座出现断裂，严重影响施工进度。
为从根本上解决打桩机与钢护筒的连接方式，我们通过
以下几个方面设计，达到满足大口径桩基钢护筒沉桩的要求：
1 振动打桩机扁担梁的设计
我们通过对温福线白马河特大桥现场使用的日本180T
振动打桩机研究，结合现状，利用闲置的双联I56a 型工字钢作液压钳与桩锤的扁担梁。
两工字钢中心距515mm,上翼缘板焊接一块厚30mm长宽1900 X 1500的钢板，该钢板与桩
机下部通过100 —M27螺栓连接。
选用工字钢的可行性分析：桩锤自重13T ,振动力最大2940kN ,最大护筒直径不超
过3.3m。
纯弯曲时工字钢梁横截面上的应力：
S ■ = ■< S =1600kg/cm ■方能满足受力要求:
W=1370cm ■
S ■ = ■ =1039kg/cm ■
I56a 型工钢符合设计抗应力要求，为增强其抗疲劳强度，
增强2 条工字钢整体稳定性，工字钢腹板两侧均有12mm 的钢板连接。
桩机扁担示意图如图1 。
图1 根据工地桩护筒直径不同的现状，液压钳2 个夹头总成
采用T 型槽螺栓与扁担梁固定。
T 型螺栓在T 型槽（T 型槽
焊在扁担梁工字钢下翼缘中心上）内来回移动，可实现液压夹头与大小不同桩护筒连接。
2 T 型螺栓的选用振动打桩机自重1
3 吨，工字钢扁担梁自重为7
吨。
拟
选用每个液压钳夹头由10个螺栓固定，设每个螺栓受力F1，
F 为振动时振动力2940kN.
20F ■ >F+G ■ = (13+7) X 10+2940
F ■ >157KN 1600X n ■■ >157 d>3.5cm
综上选用螺栓直径必须大于 3.5cm。
固选用M36的T型
螺栓。
根据《机械零件设计手册》M36的T型螺栓选用GB158 —
59 相应的T 型槽，加工4 条T 型槽焊接在两条工字钢下翼缘中心上，T型槽的加工费用为600元/条，加工工期3天。
3 液压钳夹头的设计液压钳夹头是将振动打桩机与钢护筒牢靠的联系
在
起的关键装置，是传递振动与激振力的环节。
夹头内部装有油缸，杠杆与滑块。
在夹头下部形成钳口，
从而夹紧钢护筒。
油缸尾端与夹头体铰接，另一端与杠杆铰接。
油缸的伸出与回缩靠两根液压软管由液压箱分别供给高压油，当油缸伸出时推出中间与夹头体的杠杆，杠杆的另
端则内推嵌有夹振的滑块。
在夹头体下部形成的钳口处夹住桩护筒。
3.1 液压钳钳齿的选择
设计过程中按钢护筒所夹持的护筒直径范围为2〜3.3 米来选择钳齿，目前国内生产振动桩机的厂家是上海金麟机
械厂和兰州建筑通用机械厂。
一幅钳齿价格分别为3000 和6000 元，在满足夹持力要求的条件下，我们选择了上海生产的钳齿。
图2 液压夹头示意图
1.T 型槽连接板；
2.加强筋板；
3.杠杆摇臂；
4.活动齿座；
5.钳齿；
6.油缸
3.2 夹持力的计算
根据现场施工需要，钢护筒厚度一般小于25mm，我们设计钳齿开度50mm 。
拟选用公司内部现有闲置旧油缸，油
缸内径？?I=180 ，活塞杆？?1=90，工作压力预设为20MPa ,
油缸预推力：
F=PS= n ■■X 10・X 20 X 10P・
=50868kg
=50.8 t
为增加钢护筒的夹持力，钳齿夹紧力通过杠杆传递。
杠
杆传动比2: 1，单个液压夹持受力相应为101.6t。
则活塞行程相应定为100mm ，液压夹头示意图如图2。
4 液压系统的设计参照兰州建筑机械总厂的振动液压系统原理图，结
合中
-250 桩机技术参数，我们将系统压力调定为20MPa ，系统由油缸、高压软管、手动换向阀、安全溢流阀、液压操纵箱、
电动机、油箱、单向阀、压力表开关、压力表、油泵、滤油
器等部件组成。
液压系统如图3。
图3
1.油缸；
2.高压软管；
3.手动换向阀；
4.安全溢流阀；
5.
液压操纵箱； 6.电动机；7.油箱；8.单向阀；9.压力表开关；10.压力表；11.油泵；12.滤油器
投入工地使用时，当油管接头密封有泄露时，夹持力难
以维系，则易造成电机机座废损。
经过对兰州产振动打桩机
研究，该厂电动机均设有上、下八根弹簧组成的减振装置，
而我公司的中-250 振动打桩机电机虽属耐振电机。
当油管工
作时爆裂夹紧力自动解除，此时振动打桩机仍在工作。
电机受力失衡，造成电机的损坏，为防止油管爆裂时油缸自动回缩，我们在油缸上加装液控单向阀。
选用北京华德液压公司生产的SV10PA1 —30B型液控单向阀，耐压值30MPa,选用
高压油管，油管耐压值48Mpa,液压系统改造后的原理图如
图4
1.油缸；
2.液控单向阀；
3.手动换向阀；
4.安全溢流阀；
5.液压操纵箱；
6.电动机；
7.油箱；
8.单向阀；
9.压力表开关；10.压力表；11.油泵；12.滤油器
5 结束语通过以上对振动打桩机的设计改造后，两台设备共花费
设计制造的总费用6 万元左右，但在长大公司九江项目、佛山平胜桥项目的桩基沉桩施工中使用方便快捷(只需几分钟就可将桩机和护筒对接) ，性能可靠，为公司创造了很大的经济效益，同时，根据施工生产的具体要求，改变设备的结构或增加新部件、新装置，以提高机械设备技术性能，更好地满足施工生产的需要。
参考文献】
[1]王雪飞•液压桩锤打桩机理与控制的研究J].东北石油
大学.
[2]李淑杰.桩机工程中冲孔桩机的应用及展望[J] .科技创
新与应用，2012，12.
[3]陈岱杰，陈龙珠，郑建国.高频振动打桩机理的试验研
究J].铁道建筑技术，2006 ( 03).
[ 责任编辑：薛俊歌]。