静力拔桩机的液压系统.pdf

本发明涉及一种静力拔桩机的液压系统。静力拔桩机的液压系统，其特征在于它包括液压动力站、顶升液压系统和夹持液压系统，顶升液压系统和夹持液压系统分别安装在静力拔桩机的机身上；夹持液压系统包括第三电液换向阀、单向分流阀、蓄能器、液压锁、供油总管、回油总管；顶升液压系统包括第一电液换向阀、第二电液换向阀、分流阀、切断阀、第一切换阀、第二切换阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀。该液压系统能够实现对静力拔桩机的液压驱动和控制，能够满足在不同功能下，强力顶升起拔，快速顶升起拔和快速下降收回的要求。

1.  静力拔桩机的液压系统，其特征在于它包括液压动力站、顶升液压系统和夹持液压系统，顶升液压系统和夹持液压系统分别安装在静力拔桩机的机身上；
夹持液压系统包括第三电液换向阀(8)、单向分流阀(10)、蓄能器(11)、液压锁(12)、供油总管(23)、回油总管(24)，第三电液换向阀(8)的压力油口P与供油总管(23)相连通，第三电液换向阀(8)的回油口T与回油总管(24)相连通，供油总管(23)与液压动力站(1)的供油接口相连通，回油总管(24)与液压动力站(1)的回油接口相连通；第三电液换向阀(8)的A口分别与第一夹持油缸(9)的小腔、第二夹持油缸(15)的小腔以及液压锁(12)的控制油口相连接通，第三电液换向阀(8)的B口通过液压锁(12)和单向分流阀(10)分别与第一夹持油缸(9)的大腔、第二夹持油缸(15)的大腔连接；在液压锁(12)和单向分流阀(10)之间装有蓄能器(11)；
顶升液压系统包括第一电液换向阀(6)、第二电液换向阀(7)、分流阀(16)、切断阀(17)、第一切换阀(18)、第二切换阀(19)、第一单向阀(20)、第二单向阀(21)、第三单向阀(22)，第一电液换向阀(6)的压力油口P与供油总管(23)相连通，第一电液换向阀(6)的回油口T与回油总管(24)相连通，第一电液换向阀(6)的A口由管道通过第一单向阀(20)与第一顶升油缸(13)的大腔连接通，第一电液换向阀(6)的B口由管道通过第一切换阀(18)与第一顶升油缸(13)的小腔连接，第一切换阀(18)的C口由分管直接与第一顶升油缸(13)的大腔连接通；第二电液换向阀(7)的压力油口P与供油总管(23)相连通，第二电液换向阀(7)的回油口T与回油总管(24)相连通，第二电液换向阀(7)的A口由管道与第二顶升油缸(14)的大腔连接，第二电液换向阀(7)的B口由管道通过第二单向阀(21)和第二切换阀(19)与第二顶升油缸(14)的小腔连接，第二切换阀(19)的C口由分管直接与第二顶升油缸(14)的大腔连接通；在第一顶升油缸(13)的大腔与第二顶升油缸(14)的小腔之间由管道串联设置有切断阀(17)、分流阀(16)和第三单向阀(22)，分流阀(16)的输入口与切断阀(17)连通，分流阀(16)的一个输出口与回油总管(24)相连通，分流阀(16)的另一个输出口与单向阀(22)连通。

静力拔桩机的液压系统
技术领域
本发明涉及一种辅助桩工机械——静力拔桩机的液压系统。
背景技术
静力拔桩机是用于起拔插在废弃的地下连续墙中的H型钢的机械。它是采用夹持器将H型钢钳住以后，由两台顶升油缸将钳住H型钢的夹持器顶起；顶升油缸的行程走完后，松开夹持箱，顶升油缸下降收回，进行下一个工作循环。H型钢埋入地下的长度可能达到数十米，静力拔桩机每次起拔的有效行程仅为1米左右，要反复起拔多次才能将H型钢拔起。为了提高作业效率，希望在初次起拔时，顶升油缸有很大的起拔力；在以后的起拔过程中，需要的起拔力较小时，顶升油缸要较快的起拔速度；在下降收回时，能以最快的速度，减少不做工的辅助时间。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种静力拔桩机的液压系统，该液压系统能够实现对静力拔桩机的液压驱动和控制。
为了实现以上目的，本发明的技术方案是：静力拔桩机的液压系统，其特征在于它包括液压动力站、顶升液压系统和夹持液压系统，顶升液压系统和夹持液压系统分别安装在静力拔桩机的机身上；
夹持液压系统包括第三电液换向阀8、单向分流阀10、蓄能器11、液压锁12、供油总管23、回油总管24，第三电液换向阀8的压力油口P与供油总管23相连通，第三电液换向阀8的回油口T与回油总管24相连通，供油总管23与液压动力站1的供油接口相连通，回油总管24与液压动力站1的回油接口相连通；第三电液换向阀8的A口分别与第一夹持油缸9的小腔、第二夹持油缸15的小腔以及液压锁12的控制油口相连接通，第三电液换向阀8的B口通过液压锁12和单向分流阀10分别与第一夹持油缸9的大腔、第二夹持油缸15的大腔连接；在液压锁12和单向分流阀10之间装有蓄能器11；
顶升液压系统包括第一电液换向阀6、第二电液换向阀7、分流阀16、切断阀17、第一切换阀18、第二切换阀19、第一单向阀20、第二单向阀21、第三单向阀22，第一电液换向阀6的压力油口P与供油总管23相连通，第一电液换向阀6的回油口T与回油总管24相连通，第一电液换向阀6的A口由管道通过第一单向阀20与第一顶升油缸13的大腔连接通，第一电液换向阀6的B口由管道通过第一切换阀18与第一顶升油缸13的小腔连接，第一切换阀18的C口由分管直接与第一顶升油缸13的大腔连接通；第二电液换向阀7的压力油口P与供油总管23相连通，第二电液换向阀7的回油口T与回油总管24相连通，第二电液换向阀7的A口由管道与第二顶升油缸14的大腔连接，第二电液换向阀7的B口由管道通过第二单向阀21和第二切换阀19与第二顶升油缸14的小腔连接，第二切换阀19的C口由分管直接与第二顶升油缸14的大腔连接通；在第一顶升油缸13的大腔与第二顶升油缸14的小腔之间由管道串联设置有切断阀17、分流阀16和第三单向阀22，分流阀16的输入口与切断阀17连通；分流阀16的一个输出口与回油总管24相连通，分流阀16的另一个输出口与单向阀22连通。
本发明的有益效果是：该液压系统能够实现对静力拔桩机的液压驱动和控制，能够满足在强力顶升起拔、快速顶升起拔和快速下降收回不同功能下的要求。合理有效地发挥了原动机的动力，达到较高的作业效率。在初次起拔时采用强力顶升功能，起拔油缸有较大的推力，并且推力和速度能自动成反比例变化，以减小原动机的功率；当起拔力较小采用快速顶升功能时，顶升油缸有较快的起拔速度；在下降复位时，能以最快的速度收回。例如，当第一顶升油缸13的活塞和活塞杆的面积比为1∶2时：快速顶升的速度为强力顶升的最大速度的2倍，下降复位速度为强力顶升的最大速度的4倍。
附图说明
图1是本发明的液压系统处于强力顶升功能(慢速上升功能)状态的图；
图2是本发明的液压系统处于快速顶升功能状态的图；
图3是本发明的液压系统处于下降复位功能状态的图；
图4为静力拔桩机拔出H型钢时的示意图；
图5为图4中沿B-B线的剖视图；
图中：1.液压动力站，2.液压油箱，3.原动机，4.液压泵，5.卸荷溢流阀，6.第一电液换向阀，7.第二电液换向阀，8.第三电液换向阀，9.第一夹持油缸，10.单向分流阀，11.蓄能器，12.液压锁，13.第一顶升油缸，14.第二顶升油缸，15.第二夹持油缸，16.分流阀，17.切断阀，18.第一切换阀，19.第二切换阀，20.第一单向阀，21.第二单向阀，22.第三单向阀，23.供油总管，24.回油总管；25.中空的底座，26.H型钢，27.扁担梁，28.夹持箱，29.夹紧块，30.倾斜滑道块，31.提升钢丝绳。
具体实施方式
如图1所示，静力拔桩机的液压系统，它包括液压动力站、顶升液压系统和夹持液压系统，液压动力站为独立设置(采用现有公知技术)，顶升液压系统和夹持液压系统分别安装在静力拔桩机的机身上；液压动力站与顶升液压系统和夹持液压系统用供油总管和回油总管连接；
液压动力站1包括液压油箱2、原动机3、液压泵4和卸荷溢流阀5，液压动力站1上设有供油接口和回油接口，原动机3可以为电动机或是内燃机，液压泵4具有恒功率和压力切断功能，液压泵4的恒功率曲线和原动机3的功率曲线适配；卸荷溢流阀5为电液控制的形式，在失电时自动卸荷，在得电时达到调定压力时起到安全保护作用；卸荷溢流阀5在卸荷状态时，液压油只在液压动力站1的内部循环；
夹持液压系统包括第三电液换向阀8、单向分流阀10、蓄能器11、液压锁12、供油总管23、回油总管24，第三电液换向阀8的压力油口P与供油总管23相连通，第三电液换向阀8的回油口T与回油总管24相连通，供油总管23与液压动力站1的供油接口相连通，回油总管24与液压动力站1的回油接口相连通；第三电液换向阀8的A口分别与第一夹持油缸9的小腔、第二夹持油缸15的小腔以及液压锁12的控制油口相连接通，第三电液换向阀8的B口通过液压锁12和单向分流阀10分别与第一夹持油缸9的大腔、第二夹持油缸15的大腔连接；在液压锁12和单向分流阀10之间装有蓄能器11；单向分流阀10两边的分流量相等；
顶升液压系统包括第一电液换向阀6、第二电液换向阀7、分流阀16、切断阀17、第一切换阀18、第二切换阀19、第一单向阀20、第二单向阀21、第三单向阀22，第一电液换向阀6的压力油口P与供油总管23相连通，第一电液换向阀6的回油口T与回油总管24相连通，第一电液换向阀6的A口由管道通过第一单向阀20与第一顶升油缸13的大腔连接通，第一电液换向阀6的B口由管道通过第一切换阀18与第一顶升油缸13的小腔连接，第一切换阀18的C口由分管直接与第一顶升油缸13的大腔连接通；第二电液换向阀7的压力油口P与供油总管23相连通，第二电液换向阀7的回油口T与回油总管24相连通，第二电液换向阀7的A口由管道与第二顶升油缸14的大腔连接，第二电液换向阀7的B口由管道通过第二单向阀21和第二切换阀19与第二顶升油缸14的小腔连接，第二切换阀19的C口由分管直接与第二顶升油缸14的大腔连接通；在第一顶升油缸13的大腔与第二顶升油缸14的小腔之间由管道依次串联设置有切断阀17、分流阀16和第三单向阀22(分流阀16位于切断阀17与第三单向阀22之间)，分流阀16的输入口与切断阀17连通；分流阀16的一个输出口与回油总管24相连通，分流阀16的另一个输出口与单向阀22连通；单向阀22的另一端与第二顶升油缸14的小腔接通。
顶升液压系统为静力拔桩机起拔桩H型钢的驱动装置。第一切换阀18和第二切换阀19均为两位三通电液阀，分流阀16流量分配比等于第一顶升油缸13的活塞和活塞杆腔面积比。所述的第一电液换向阀6、第二电液换向阀7、第三电液换向阀8均为三位四通电磁阀，第一电液换向阀6的中位机能为A口、B口与T口相通；第二电液换向阀7、第三电液换向阀8的A口、B口、P口、T口均为中封机能。
本发明的液压系统具有强力顶升、快速顶升和下降复位三种功能，这些功能是这样实现的：
强力顶升功能：如图1所示，卸荷溢流阀5得电加载，液压动力站输出液压油，同时第一电液换向阀6和第二电液换向阀7向右边换向，第一电液换向阀6的A口的液压油进入第一顶升油缸13的大腔，第二电液换向阀7的A口的液压油进入第二顶升油缸14的大腔；当起拔负载产生的油压超过液压泵4的变量起始点以后，进入恒功率状态，将随着油压的增长自动减小液压泵4的排量。
快速顶升功能：如图2所示，卸荷溢流阀5得电加载，液压动力站输出液压油，同时第一电液换向阀6和第二电液换向阀7向右边换向，第一电液换向阀6的A口的液压油进入第一顶升油缸13的大腔，第二电液换向阀7的A口的液压油进入第二顶升油缸的大腔，同时第一顶升油缸13的小腔的回油通过第一切换阀合流进入第一顶升油缸13的大腔；同时第二顶升油缸13的小腔的回油通过第二切换阀合流进入第二顶升油缸13的大腔。
下降复位功能：如图3所示，卸荷溢流阀5得电加载，液压动力站输出液压油，同时第一电液换向阀6和第二电液换向阀7向左边换向，切断阀17同时换向；第一电液换向阀6的B口液压油经过第一切换阀18进入第一顶升油缸13的小腔；第一顶升油缸13的大腔的排油被第一单向阀20阻挡，经过切断阀17进入分流阀16；分流阀16使一部分流量直接回油箱，另一部分流量经过第三单向阀22进入第二顶升油缸14的大腔。根据第一顶升油缸13的活塞和活塞杆腔的面积比设置分流阀16的流量分配比，使得第二顶升油缸14和第一顶升油缸13的小腔的进油量相等。尽管第二电液换向阀7也同时换向，但受第二单向阀21的阻挡，液压泵4的流量全部经第一电液换向阀6进入第一顶升油缸13的小腔。第二顶升油缸14的大腔的回油经过第二电液换向阀7回到油箱。
夹持液压系统为静力拔桩机夹持器的驱动装置。在夹持过程中：如图1所示，卸荷溢流阀5得电加载，液压动力站输出压力油，同时第三电液换向阀8右边换向，第三电液换向阀8的B口液压油经过液压锁12和单向分流阀10等分到第一夹持油缸9的大腔和第二夹持油缸15的大腔；同时给蓄能器11充油。在夹紧以后，第三电液换向阀8回中位，如图2所示，蓄能器11起到保持夹紧力和使油缸行程随夹紧块29的夹紧时向下运动而增大的作用。
以下以静力拔桩机上的主要构成、各个油缸执行原件的连接关系说明本发明各个功能的工作过程：
参见图4和图5，静力拔桩机，它主要包括中空的底座25、第一顶升油缸13、第二顶升油缸14、扁担梁27、夹持箱28和提升钢丝绳31。第一顶升油缸13、第二顶升油缸14的底部安装在底座25上，第一顶升油缸13、第二顶升油缸14的头部均与扁担梁27连接，提升钢丝绳31将扁担梁27与夹持箱28连接。H型钢26从底座25和夹持箱28的中间通道穿过。
参见图5，夹持箱28内部安装了第一夹持油缸9、第二夹持油缸15、一对夹紧块29和一对倾斜滑道块30。第一夹持油缸9、第二夹持油缸15的一端分别安装在夹持箱28左右的上部，另一端分别与夹紧块29连接。
静力拔桩机的工作过程为：第一夹持油缸9、第二夹持油缸15同步顶出，一对夹紧块29在两个倾斜滑道块30的斜面上滑动，直到夹紧H型钢26的腹板，第三电液换向阀8回中位，停止动作。开始行使强力顶升功能，第一顶升油缸13、第二顶升油缸14做顶升动作，推动扁担梁27向上并通过钢丝绳带动夹持箱28向上运动。同时夹紧块29与H型钢26之间的向下摩擦力使夹紧块29有向下运动的趋势，蓄能器11配合该趋势使压力油同步进入第一夹持油缸9和第二夹持油缸15，使该油缸进一步同步顶出，夹紧块29向下运动，进一步夹紧H型钢26，越夹越紧，直到达到一个平衡点，保持了夹紧块29和H型钢26不会打滑。当第一顶升油缸13、第二顶升油缸14同步全部顶出后，停止顶升的动作；第一夹持油缸9、第二夹持油缸15做全部收回动作，松开了夹紧块29；第一顶升油缸13、第二顶升油缸14行使下降复位功能，使油缸全部收回，完成了一个工作循环。当强力顶升的压力不高时，采用快速顶升功能可以提高工作效率。