中南大学毕业设计论文（本科）
机电工程学院
中南大学
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 学生姓名 宋 光 伟 指导教师 胡均平 教授 学 院 机 电 工 程 学 院 专业班级 机 械 0412 班 完成时间 2008 年 6月 8日
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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
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ABSTRACT
Hydraulic 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
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目录
第1章 绪论???????????????????????????1 1.1桩基础简介??????????????????????????1 1.2设桩设备???????????????????????????4 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
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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标准阀件的选用???????????????????????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
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