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装订线摘要随着现代化建设的加快，施工机械越来越多，在各种施工场地中地基工程尤为重要。在此，本文讲述了一种可以帮助建设高层建筑，能用于各种施工场地的机械设备液压打桩机。本文主要叙述了液压打桩机的结构组成，分析了各个系统的工作原理，讲述了液压打桩机的故障以及排除方法。液压打桩机由地盘、液压胶管卷盘、变幅油缸臂架、桩锤顶部滑轮、桩锤等组成。其中桩锤是整台设备的重要部分，它是由激振器、纠偏装置、桩锤油缸、桩锤架体、连杆、桩锤头部组成。而其中最重要的是纠偏装置，由于液压打桩机，桩锤在地地下，靠人眼是不可能观察到的，地基的质量好坏只能有纠偏装置控制。液压打桩机是有机械和液压两部分组成的，所以在整机的故障排除方面就有两种，机械部分故障排除和液压部分故障排除。最后介绍了液压打桩机的质量改进措施。关键词：纠偏装置 增幅油缸 液压系统SummaryVigorously promote the effective use of urban underground space, save land resources, has become an important state policy. In this paper describes a high-performance, reliable operation of the development of underground land resources of the mechanical equipment - hydraulic diaphragm wall grab.This paper describes a hydraulic grab even the wall structure and composition, analysis of each system works, even the walls about the failure of the hydraulic grab, and troubleshooting. Even the wall hydraulic grab by the site, the main hoist, hydraulic hose reels, cable reel, cylinder luffing jib, grab the top pulley, grab and so on. Grab them is an important part of the whole equipment, which is the adjustment device, corrective devices, grab cylinder, grab the frame body, connecting rod, grasping Dodos headers. The most important of which is the correction device, the diaphragm wall trench, grab the ground the ground, by the human eye is not observed, into the slot on the quality of only correcting device control. Even the wall of hydraulic machinery and hydraulic grab is composed of two parts, so the machine there is two kinds of troubleshooting, troubleshooting mechanical and hydraulic troubleshooting section. Finally the wall hydraulic grab even the quality improvement measures.Keywords: corrective devices luffing cylinder hydraulic system目录摘要1Summary2目录3 第一章 绪论41.1液压打桩机的综述41.2毕业设计的研究内容以及写作安排5第二章 液压打桩机的结构及其特点62.1液压打桩机的结构62.2液压打桩机的特点7 2.3液压打桩机的主要参数8第三章 液压打桩机的掘进状态及主要系统的分析103.1液压打桩机的掘进状态分析103.2液压打桩机的纠偏系统分析133.3液压打桩机的液压系统分析14第四章 液压打桩机主要的故障分析及其排除方法174.1液压打桩机液压部分故障174.2液压打桩机机械部分故障19第五章 液压打桩机的质量改进245.1 液压打桩机各组成部分的质量改进措施245.2 现在液压打桩机情况25参考文献27致谢28第一章 绪论1.1 液压打桩机的综述打桩机就是利用各种打压机械，借助于重力作用，在地下打压出窄而深的桩坑，并再将其压实，实现挡土和承重功能。而液压打桩机就是运用液压原理打桩的机械设备。1.1.1 打桩机的分类按动力原理不同分为：落锤打桩机：桩锤是一钢质重块，由卷扬机用吊钩提升，脱钩后沿导向架自由下落而打桩。汽锤打桩机：桩锤由锤头和锤座组成，以蒸汽或压缩空气为动力，有单动汽锤和双动汽锤两种。柴油锤打桩机：主体也是由汽缸和柱塞组成，其工作原理和单缸二冲程柴油机相似利用喷入汽缸燃烧室内的雾化柴油受高压高温后燃爆所产生的强大压力驱动锤头工作。图1-1 液压打桩机液压锤打桩机：以油液压力为动力，可按地层土质不同调整液压，以达到适当的冲击力进行打桩，是一种新型打桩机。（图1-1）1.1.2 打桩机的主要用途桩工机械主要用于各种桩基础、地基改良加固、地下连续墙及其它特殊地基基础等工程的施工。按施工设施的不同，桩工机械又可以分为夯锤打桩机、静力沉桩机和振动桩锤。1.1.3 液压打桩机在国内的发展情况解放前，我国几乎没有桩工机械、打桩机制造业。20世纪50年代初期，我国基础施工全部使用旧中国从国外进口遗留下来的蒸气式打桩机和笨重的落锤。一五期间，由于国家重点建设工程的需要，我国开始仿制国外31t单作用和双作用蒸气式打桩机以及原苏联的B系列振动桩锤，开始有了以仿制为主的桩工制造业。厂家都是施工部门的修配厂，当时还没有专业的桩工机械、打桩机生产厂，所以50年代是我国桩工机械、打桩机行业的萌芽时期。60年代初，一机部成立第五局工程机械局，将上海电工机械厂改为上海工程机械厂，定点生产桩工机械、打桩机，成为我国最早生产桩工机械、打桩机的专业生产厂。并将一机部建筑机械研究所第二研究室定为桩工机械、打桩机研究室，开始了我国自行研制桩工机械、打桩机的成长时期。 70年代是我国桩工机械、打桩机行业发展时期，这个时期成立了桩工机械、打桩机行业组，有桩工机械、打桩机行业制造企业10余家，能生产4大类、30多个品种，年产量400余台。 80年代是我国桩工机械、打桩机行业壮大时期。1984年成立了中国建筑机械化协会桩工机械、打桩机分会，有桩工机械、打桩机行业制造企业20余家，上海同济大学、哈尔滨建筑大学、南京建工学院、东北大学等高等院校也开始从事桩工机械、打桩机新产品、新技术、新原理的研究，能生产10大类、50多个品种、200多种规格、型号的桩工机械、打桩机产品。 90年代是我国桩工机械、打桩机行业高速发展时期。行业制造厂家已发展到30余家，并形成了部属研究所、企业研究所、院校研究所(室)3个层次的科研设计力量，能生产400多种规格、型号的桩工机械、打桩机产品，销售收入达6.5亿元。 进入21世纪后，随着我国各种基础设施建设和住房建设的快速发展，桩工机械、打桩机制造业及其市场得到了前所未有的高速发展，形成了几十家专业生产企业及上百个产品型号的规模1.2 毕业设计的研究内容以及写作安排1.2.1 毕业设计的研究内容本文主要讲述了现代工业生产中的一种重要的，也是工地施工中不可或缺的机械设备液压锤打桩机。叙述了其的结构组成、故障排除以及质量改进等问题。1.2.2 毕业设计的写做安排首先介绍了液压锤打桩机的结构组成，了解了各个工作装置的组成部分和其在液压锤打桩机工作中所起的作用。其次，分析了液压锤打桩机的主要的工作状态及各主要系统，了解了其的工作原理。第三，分析了液压锤打桩机的各个故障出现的原因，掌握了其的排斥方法。最后，研究了液压锤打桩机的改进方法。第二章 液压打桩机的结构及其特点2.1 液压打桩机的主要结构液压打桩机主要是由自动夹紧装置、机架、提锤液压缸、桩锤、自动挂钩机构、滑轮、电动葫芦、接近开关、自动打桩滑架、滑架升降液压缸、桩帽、液压控制系统。图2-1 液压打桩机重要的组成部分2.1.1底盘专用底盘，履带在工作时可以展宽，提高了整机工作的稳定性，在运输时履带可收回，减小整机宽度，以适应交通法规的要求，车架采用X型、箱型断面，具有很好的抗弯抗扭能力；履带支重轮架为冲压成型的无比案型结构，具有更高的强度和更长的使用寿命；家常底盘提高了稳定性和提升能力，为整机提供一个平外的工作平台。2.1.2主卷扬机主卷扬机有液压马达、减速机、卷扬之架、压绳器、钢丝绳等组成。桩锤的提升和下方均设有安全保护装置，当提升高度超过限定位置（即过卷时）,限位开关切断卷扬机的先导控制油路，提升方向主油路被切断，系统中设置急停开关，可以切断所有的先导供油油路，使液压机构停止工作，同时信号指示灯警示故障发生；等桩锤下放到地基，钢丝绳的拉力减少到一定值时，通过电气和液压装置控制卷扬机停止下放，有利于地基的垂直度。2.1.3液压胶管卷盘2个胶管卷盘分别固定在主臂下桅杆的两侧，一个为进油管卷盘，一个为回油管卷盘。胶管卷盘有液压马达减速机构、主油管等组成。主油管必须在任意时刻都随抓同步升降，为此设计了随动系统，通过液压马达给卷盘以恒定的转矩，使胶管始终处于拉紧状态，且拉力不足以损坏胶管。2.1.4电缆卷筒电缆卷筒是为安装再抓都上的测斜装置及液压控制阀组提供电源，使之与桩锤同步升降，可以将工作装置的状态参数传入中央控制系统和屏幕显示系统，同时也把中央控制系统的电信号传送到工作装置，供职工作装置的动作次序和工作状态。2.1.5变幅油缸变幅油缸由两缸一体的长短双头油缸组成，起降臂架时，长杆缸缩放，齐声道工作状态时，长杆缸被锁定，由短杆缸微调桩锤的工作幅度及工作的稳定性。2.1.6臂架臂架采用高强度钢板组焊成箱型结构，下端与回转平台交接，升段与顶部滑轮组连接，由上下两节臂组成。桩锤运输时，卸下连接轴，上下臂架分离，下臂与底盘、上臂与桩锤一起，两部分分开运输，大大减少了运输长度和重量，降低了运输成本。2.1.7顶部滑轮组顶部滑轮组上装有主钢丝绳导向滑轮，液压胶管导轮及电缆导向滑轮，同时均装有防脱装置，确保施工安全、可靠。在液压胶管导轮下端装有提升高度限位器，防止桩锤过度提升；钢丝绳固定端设有可旋转提引器，保证主钢丝绳不缠绕与扭转；提引器上部连接销轴配有载荷电子传感器，自动测量绳的拉力，避免施工时主卷扬机的钢丝绳松弛。2.2液压打桩机桩锤的特点2.2.1强力冲击能力桩锤具有自由快放的强力冲抓能力，专业应用于复杂硬层的施工作业，全面提升施工效率。2.2.2优化匹配的电控系统图2-3 电控系统液压打桩机电控系统，整合了测系统、垂直度测量系统、触地保护系统、纠偏调整系统及故障检测报警系统等一系列诊断检测系统，并实现了对动力和液压系统的同步控制以及工作参数的实时显示，使得操作者全方位了解设备运行和施工实况，以便做出更精准的操作，真正实现人机交流互动2.2.3驾驶室操作系统符合人体工程学驾驶座设计、同类机型中率先采用的六点弹性支承粘性阻尼减振结构、智能自动的空调系统、滑移式遮阳板、人性化设计的操作手柄等一系列贴心设计，大大降低操作中的噪音干扰，减轻作者的驾驶疲劳，使之成为舒适性与操作便捷性设计的典范。2.2.4功率双模式选择图2-4 功率双模式选择结合发动机与液压系统完美匹配控制程序，专业设计了P、E两种功率模式控制，针对不同的作业环境，可选择不同的施工模式，使施工更经济、更高效。P模式：高效模式，100%发动机功率，高效作业 E模式：节能模式，80%发动机功率，兼顾高效和节能2.3液压打桩机的主要参数在液压打桩机桩锤的施工过程中有许多参数需要注意，以下为其主机的一些重要参数和打桩过程中的技术参数：表2-1 液压打桩机的性能参数名称单位参数名称单位参数最大额定起重量t55回转速度r/min3主臂长度m13-52行走速度kw1.5主臂变幅角度o3080发动机功率kw128提升钢绳速度m/min37-73履带接地比压Mpa0.067下降钢绳速度m/min37-73爬坡能力%40起重臂钢绳速度m/min60整机质量t52起重臂下降钢绳速度m/min60主机尺寸LWH 750033003850第三章 液压打桩机的掘进状态及主要系统的分析3.1液压打桩机的掘进状态分析用液压桩锤进行地下打桩施工时，一般的工序是先构筑导端，然后使用桩锤打压，在挖槽的同时用泥浆护壁，挖槽到达设计深度后清孔，最后放入钢筋笼进行水下混凝土浇筑。也就是说，当桩锤开始进行时，由于导墙高度仅是桩锤高度的 1/41/6，因此对桩锤不能起到很好的导向作用，故而在工作刚开始的时候，不仅需要驾驶员的经验及技巧，还需要桩锤本身的结构来保证打桩精度。当桩锤打压深度超过桩锤高度后，连续墙墙体就能够对桩锤起到较好的导向作用，但由于种种原因，仍会使桩锤偏离设计方向，因此，当桩锤相对设计方向发生偏离时，桩锤还需要对应结构对偏差进行纠正，以保证整个工作过程的精度可将桩锤的整个作业过程分为初始工作状态及正常工作状态进行分析。3.1.1 初始工作状态如前所述，初始工作时导墙的高度尚不足于对桩锤产生良好的导向作用因此要求桩锤一放入槽内应不需要导墙的帮助就能够达到较好的垂直度。可以说，要保证工作出的槽体的垂直度首先应保证每一次冲击前桩锤自身的垂直度首先，在桩锤回转复位时，由于自身的惯性仍有转动的趋势，但此时吊臂已经停止回转，在惯性力与钢丝绳拉力的联合作用下会使桩锤不再保持垂直，这是所有钢丝绳桩锤共有的问题。有经验的驾驶员会利用这个惯性将存在 “甩”入已掘出的槽孔，并利用槽壁与存在的相互碰撞来消除桩锤的惯性力，不仅可以顺利入孔，还能达到垂直落斗的目的。就控制器的设计而言，应该控制底盘的回转速度，并在桩锤即将就位的前一瞬间，利用液压的反制动力，不仅准确、迅速地复位底盘而且利用钢丝绳的拉力逐步消耗桩锤本身的惯性力，使桩锤复位时，基本达到垂直位置。其次，在桩锤进入导墙的瞬间，不可避免地会与导墙发生碰撞，从而影响桩锤的垂直状态。若桩锤本身重心过高，则桩锤一旦倾斜就会产生较大的倾斜力矩从而延长桩锤回复垂直状态的时间。因此，在设计桩锤时应保证桩锤的重心足够低，从而保证桩锤能够在自身重力及锅丝绳拉力的共同作用下，迅速回复垂直位置。最后，桩锤完全落在槽底后，若槽底倾斜，也有可能使桩锤产生倾斜。这主要靠三个方面来解决。第一导墙由于导墙有1.5m的高度，配合桩锤的低垂心设计，应基本能够维持桩锤的正确姿态，这也是需要导墙的原因之一。第二，应维持钢丝绳一定的拉力，而不应该完全放松，但由于桩锤的工作力主要来自桩锤的自重，若此拉力过大将会过多削弱桩锤的工作力，因此应在保证工作在不发生倾斜的前提下，钢丝绳的残余拉力应越小越好第三桩锤的自重。通常在1.5m深度的土层一般都较软，如果存在局部的突起等影响桩锤垂直度时，依靠桩锤的重量就可以将该突起压平而且，在重心足够低的情况下，桩锤的重量越重越能保证桩锤的稳定性。此外，桩锤的重里对桩锤的工作力至关重要，增加桩锤的重量可有效提高桩锤的工作力，从而提高桩锤的效率。但无穷地加大桩锤重量的作法也是不可取的，因为桩锤工作的过程是一个往复上升、落下的过程，若桩锤的重量太大而斗容达不到一定的标准，则发动机的功率将过多地浪费在提升与落下桩锤的动作中。而且，增加桩锤的重量势必需要提高发动机的功率，底盘的重量也需要进一步地增加，这样将会加大设备的总成本。3.1.2 正常工作状态当桩锤完全进入槽孔后，就进入了正常的工作状态。在正常工作状态时己挖掘出的槽壁对桩锤的导向作用对保证桩锤的正确掘进方向将起到至关重要的作用。从理论上来说，桩锤自身导向板长度越长，其导向作用就越明显，在槽壁的“夹持”作用下，就越难于产生偏差。因此，在桩锤的设计中应在保证足够低的重心的前提下，使桩锤的导向板尽可能地长比较真砂的推板式桩锤及利渤海尔的组合式桩锤可发现，由于真砂的推板式桩锤在纠偏时是整个桩锤均需偏转，如加长存在则会缩短纠偏的行程，因此桩锤的设计长度受到一定的限制。但利渤海尔的组合式桩锤纠偏时只是内斗体偏转，而外斗体仍处于槽壁的“夹持”作用下，较长的外斗体不会影响纠偏的行程，因此可设计为较长的斗体，充分利用槽壁的导向作用这也是组合式桩锤的优势之一。为了使槽壁对桩锤的“夹持”作用更为显著，应使槽孔与桩锤之间保持适当的间隙，因为过大的间隙会削弱梢壁对桩锤的导向作用，但过小的间隙会使槽孔与支持者间的静摩擦力过大，甚至造成“卡锤”而槽孔的宽度是由桩锤的直径宽度决定的，目前的经验值是铲斗每侧比桩锤斗体高10cm。如果槽壁对桩锤的“夹持”作用明显，则槽底平整度对桩锤垂直度的影响不大。但在槽壁发生局部塌方的情况下，槽底的不平将使桩锤产生倾斜，。这种状况可通过观察钢丝绳拉力来确定。因为当桩锤触及槽底时，钢丝绳拉力会有一个下降的过程，此时卷扬到桩锤吊点之间的钢丝绳长度最短。如果桩锤触底后产生倾斜，则会拉长钢丝绳，从而使钢丝绳拉力再次上升而在桩锤正常放下的情况下，钢丝绳拉力应该是一个均匀下降的过程。控制器可以通过感知这个信号，自动对驾驶员做出提示，从而避免做出错误的挖掘动作。在土质较软的情况下，如果钢丝绳不保留任何拉力，则桩锤在一次工作的过程中就有可能获得过多的挖掘量，挖掘过深。使桩锤提出的拉力过大即使钢丝绳拉力有较大的富余而不至于拉不出桩锤冒出的土渣也有可能漂浮在护壁泥浆中，在浇筑混凝土时这些土渣就会混入混凝土中，从而影响混凝土的浇筑质量有经验的驾驶员会注息每次挖掘的掘进深度，避免这种情况。因此，在桩锤控制器中可加入这种模式，即控制器监控每次挖掘的掘进深度，若单次掘进深度达到设定深度时，则停止钢丝绳的释放。3.1.3桩锤整体方案设计由以上的讨论可知，为保证桩锤的挖掘性能，在桩锤的机械结构设计方面，应满足以下条件： l 、低重心设计较低的重心能增加桩锤的稳定性，在受到外力的扰动时，可缩短回复垂直状态的时间。 2 、长导向板设计较长的导向板能够充分利用已掘出槽壁的导向作用，从而最大可能地减小发生偏斜的可能性。 3、适当加大桩锤的自重有足够的自重可提高桩锤的工作能力，并且配合低重心的设计，使桩锤在受到外力扰动时，迅速回复垂直状态。图3-1 纠偏油缸的三种状态 当桩锤处于中间位置时，前后纠偏油缸5如图3-2所示，“背靠背”小油缸一侧处完全缩回状态，此时油缸的总长度处于中间状态：当进行 X 方向的纠偏时，前后纠偏油缸 5 两侧“背靠背”小油缸有杆腔均得油缩回，此时油缸整体长度最短，对应的，桩锤处于-2的纠偏位置。当“背靠背”油缸无杆腔得油。如图3-2(c）所示，两侧小油缸均完全伸出，此时油缸总长为最长状态，此时桩锤处于 X 方向的+2纠偏位置。这样，只要在设计时计算好油缸的行程及缸径的大小，安装时再进行简单的调整，就可方便地将桩锤定位在2纠偏位置及0自然位置，不仅免除了设置传感器，而且只需将油缸加油使之运动到极限位置，就可自然地回复中位，这将可极大简化纠偏控制算法的设计。当这种特殊“背靠背”油缸应用于 Y 方向的纠偏时，若两侧的左右纠偏油缸 3 均处于图3-2 (b）的状态时，桩锤处于自然位置。若左侧纠偏油缸处于图3-2 (a) 状态，而右侧纠偏油缸处于图3-2 (c）状态时，桩锤钢丝绳吊点向左偏离桩锤中心线 100mm。反之，若左侧纠偏油缸处于图3-2 (c）状态，右侧纠偏油缸处于图3-2 ( a ）状态时，桩锤的钢丝绳吊点右偏离桩锤中心线 100 mm。后两种状态均为纠偏位置。3.2液压打桩机的纠偏系统分析3.2.1 液压打桩施工精度概述液压桩锤的施工精度主要是指连续墙槽体的垂直精度包括垂直于垂直精度及平行于水平基坑底部的垂直精度3.2.2桩锤挖掘状态分析在地下连续墙施工过程中，桩锤在连续墙槽体中所处的状态根据槽体是否垂直可分为正常工作状态和偏斜工作状态。在正常工作状态下，桩锤落在连续墙槽体底部后，桩锤中心线垂直于水平面且与槽体中心线重合此时桩锤处于正常状态，在正常状态下挖掘的槽体，其垂直度产生偏差的可能性最小，如图 3-4a 所示但是由于施工地段地质不均匀等原因，桩锤在挖掘过程中槽体会逐渐出现倾斜致使其垂直度发生偏差一旦槽体倾斜，即使桩锤正确放下，但由于槽壁对桩锤的导向作用，桩锤落到槽体底部后也无法处于垂直状态，而是中心线与平面成一角度，这种状态为偏斜状态如图所示a 正常工作状态 b 槽体 倾斜状态图3-4 液压桩锤工作工程中的正常工作状态槽体倾斜状态图3-2 桩锤液压系统3.2.3 桩锤X方向纠偏液压控制系统桩锤X轴方向液压控制系统如图3-3所示，液压桩锤是由内框和外框两部分组成，当槽体出现倾斜需要纠偏时，内框就会在液压系统的作用下相对外框转动一定的角度，然后在接下来的整个纠偏挖掘过程中，桩锤的内外框保持这样的角度，直至槽体重新恢复垂直。图3-3所示的背靠液压油缸的两个活塞杆分别通过平行四边形连杆机构与液压桩锤内框连接，在图3-3所示位置时，桩锤处于正常状态，即没有纠偏动作，桩锤内外框的中心线处于重合位置。图3-3 抓斗液压系统此时，若桩锤需要向后纠偏，则应使三位四通阀电磁阀和二位四通电磁阀同时置为左右使图中左侧的油缸缩回并通过其铰链的平行四边形连杆机构带动抓桩锤相对外框转动，这时右侧油缸处于行程的终点因此虽然右侧油缸有杆腔接到高压油大不会发生动作，当纠偏结束桩锤需要回复正常工作状态时，则要将三位四通阀置于右位，二位四通阀也置于右位，此时左侧油缸得油伸出，并带动桩锤内框旋转恢复原始位置。而右侧油缸有杆腔虽然接高压油，但由于其活塞处于行程终点而不发生动作。当桩锤内框处于中位需要向前纠偏，则需要将三位四通阀置于右位，二位四通阀置于左位，此时右侧油缸无杆腔接高压油使活塞伸出，并带动桩锤内框转动。而左侧有感无杆腔虽然也接高压油，但此时它已处于行程的终点，不会发生任何的动作。此时若需要将内框回复中位时，则应将三位四通阀至于右位，二位四通阀置于右位，则右侧油缸有杆腔接高压油而缩回，带动桩锤转动回复原始位置。左侧油缸无杆腔也接高压油，但由于活塞已经运动行程终点，同样不会发生动作。3.3液压打桩机的液压系统分析 图3-4 液压桩锤的液压系统如图3-4所示，桩锤的液压系统是整机液压系统的一部分，其与主机液压系统通过软管相连。由主机提供高压油，回油送主机油箱。桩锤的液压系统可划分为两大部分。一部分山主液压缸 l ，双向液压锁 2 组成，用于铲斗的开闭，完成挖掘动作：另一部分用于桩锤的回转及纠偏，又可划分为三个小部分：摆动油缸 3 ，顺序阀 4、5 三位四通阀 6 和减压阀 7 组成回转油路，用于桩锤的回转：背靠背油缸 10、11 ，双向液压锁 12、13 ，二位四通阀 14、15 ,以及减压阀 16 构成桩锤左右纠偏油路；背靠背油缸 17、18 ，分集流阀 19、20 , 双向液压锁 21、22 ，三位四通阀 23、24 ，以及减压阀 25 组成前后纠偏油路。桩锤液压系统由主机供油，压力油通过安装在主机上的三位四通阀以及液压软管系统送到液压桩锤上，为了开闭铲斗，液压软管的进油路及回油路是经常切换的，为了避免对纠偏及回转系统的影响，在纠偏及回转系统的网油路上设置了单向阀 27 ，进油路上设置了节流阀 26 。在液压桩锤挖掘的过程中，连接液压桩锤及主机的液压软管工作环境较为恶劣，且长期处于交变载荷的作用下，因此随时有爆裂的可能。造成液压桩锤主油路失压。因此在桩锤主油缸上设置了双向液压锁 2 ，当油路失压时，液压锁将主油缸锁住，避免在提升作业时装满岩土的铲斗突然松开，岩土落下而造成事故。同样的，在前后纠偏系统及左右纠偏系统也设置了双向液压锁。此外，如果液压软管爆裂而主机未能及时切断通往桩锤的油路，则会使大量油液由软管爆裂处流出，不仅造成浪费，以及污染环境，若泥沙等混入回油中，还会造成设备的损坏。因此在主机上设置了球阀，一旦发现桩锤油路失压，驾驶员即可迅速切断油路，避免上述情况发生。由于主油缸工作压力为 28MPa ，但回转及纠偏油路的工作压力为 20MPa ，因此在回转油路、前后纠偏油路以及左右纠偏油路高压油入口处，设置为减压阀7 、16 、 25 ，用于降低油压摆动缸 3 ，顺序阀 4、5 ，三位四通阀 6 和减压阀 7 共同构成了 101 转油路当三位四通阀 6 处于左位时，摆动缸 3 的上缸左腔及下缸右腔同时得油，从而推动桩锤顺时针转动，当阀 6 处于右位时则反时针转动。为了避免桩锤从转动状态切换到停止状态时由于桩锤的惯性而在油路引起冲击以及形成局部真空，因此设置了顺序阀 4、5 ，对桩锤进行缓冲。左右纠偏油路由“背靠背”油缸 10、11 ，双向液压锁 12、13 ，三位四通换向阀 14、15 以及减压阀 16 组成。油缸 10 及 11 的一端共同连接桩锤吊点固定座上，共同推动桩锤吊点，从而偏转桩锤重心，达到纠偏目的。当换向阀 14 、15均处于左位时，油缸 10 两无杆腔同时通高压油，两侧活塞杆伸出，油缸总体长度向最长状态变化，同时油缸 11 两有杆腔同时通高压油，两侧活塞杆缩回，油缸总体长度向最短状态变化。因此，桩锤吊点由左向右移动。对应到桩锤上，为桩锤左倾进行纠偏：当桩锤达到设定纠偏位置时，换向阀 14 、 15 同时处中位，使两液压锁 12 、 13 进油路与回油路相互连通，此时液压锁闭锁，油缸运动停止。若需从左倾纠偏位置复位，则换向阀 14 置右位，15置左位，则油缸 10 左侧无杆腔、右侧有杆腔接高压油，油缸 11 左侧有杆腔、右侧无杆腔接高压油，此时两油缸长度均向中间状态变化。对应桩锤吊点向中位移动，即由左倾纠偏位置向中位复位：同理，当换向阀 14 处左位，换向阀 15 处右位时，油缸 10 两侧有杆腔，活塞杆缩回，油缸长度向最短状态变化油缸 11 两侧无杆腔接高压油，活塞杆伸长，油缸长度向最长状态变化。此时桩锤吊点左移，桩锤右倾纠偏；到达纠偏位置时，换向阀 14 、15同时处中位，从而液压锁 12、13 闭锁，油缸运动停止；此时需使桩锤复位时，则使换向阀 14 切换到右位，换向阀切换到右位，此时液压缸 10 左侧有杆腔、右侧无杆腔接高压油，油缸长度向中间状态变化，同时液压缸 11 左侧无杆腔、右侧有杆腔接高压油，油缸长度也向中间状态变化，从而使桩锤吊点回复中位。总之，桩锤需要纠偏时，换向阀 14 均处左位，桩锤左倾纠偏则换向阀15处左位，右倾纠偏则处右位；桩锤由左倾或右倾位置复位时，换向阀 15 处左位或右位，换向阀 14 均处右位；欲使桩锤停止，则两换向阀均处中位即可。此外，“背靠背”油缸 17、18 ，分集流阀 19、20 ，液压锁 21、22 ，换向阀 23 、 24 以及减压阀 25 共同构成了前后纠偏油路。按设计要求，桩锤内斗体可相对外斗体发生2的偏转进行纠偏，该角度由桩锤的机械尺寸保证，即油缸 17、18 活塞杆伸出，使油缸总长度达到最长位置时，内斗体处于2纠偏位置；若油缸 17 、 18 两侧活塞杆全缩回，使油缸总长度达最短状态时内斗体处-2纠偏位置；两油缸长度居中时，内斗体处于中位在液压控制油路上，当换向阀 24 处左位，换向阀 23 处右位时，“背靠背”油缸 17、18 上下侧无杆腔均通高压油，活塞杆伸长，油缸向长度最长状态变化。对应地桩锤向+2纠偏位置偏转；若需要将内斗体复位，则保持换向阀 24 位置不变，将换向阀 23 切换到左位，此时油缸 17、18 上侧有杆腔，下侧无杆腔得油，油缸活塞杆一侧伸出，另一侧缩回，两缸长度向中间状态变化，因此内斗体复位若换向阀 23 、 24 均处于右位，则油缸 17、18 上下侧有杆腔均接高压油活塞杆缩回，油缸长度处最短状态，对应桩锤内斗体的-2纠偏位置；若此时要将内斗体复位，则保持换向阀 24 右位不变，将换向阀 23 切换到左位，此时油缸 17、18 上侧无杆腔、下侧有杆腔接高压油，一侧活塞杆缩回，另一侧伸出，油缸总长向中间位置变化，此时桩锤内斗体复位；无论在什么位置，只要将换向阀 23 、 24 同时处于中位，则两液压锁 21、22 闭锁，油缸 17、18 运动停止，内斗体也就停止在设定的纠偏。总之，进行前后纠偏时，换向阀 23 应处于右位。若向+2位置纠偏，则换向阀 24 处左位，若向-2位置纠偏，换向阀 24 处右位：需要将桩锤由纠偏状态复位时，保持换向阀 24 纠偏位臂不变。将换向阀 23 切换到左位即可；换向阀 23、24 均处于中位时，内斗体被锁住由于内斗体同时由油缸 17、18 共同驱动，因此若两缸伸出量不一致时，将会使内斗体受到附加转矩，因此相对于左右纠偏油路，增加了分集流阀。19、20 ，使两缸得油量趋向一致。第四章 液压打桩机主要的故障分析及其排除方法4.1液压打桩机液压部分故障4.1.1打桩机启闭油管无法随着桩锤的提升自动绕回绞盘正常工作时，缠绕在绞盘上的两条高压油管随着桩锤的升降承受交变载荷，当桩锤在重力作用下下降时，高压油管随着桩锤的下降被拉出绞盘；当桩锤提升时，高压油管在绞盘马达作用下同步缠绕到绞盘内。当随动油路发生故障时，两条高压油管就无法缠回绞盘中。图4-1 打桩机液压系统1-齿轮泵 2-高速马达 3-微速泵 4、5-压力表6、7-溢流阀 8-绞盘马达 9-齿轮泵 10-双变量泵 11-回转马达 12-换向阀 13-溢流阀 14-变幅马达15、16-提升马达 17-中央回转中心 18、19-液控换向阀 20、21-先导阀液压系统如图 4-1 所示，由液压系统图分析可知，引起以上故障的常见原因有如下几种：（1）两个先导式溢流阀调定压力不正确或阀芯被异物卡住；（2）电磁阀无动作或阀芯被异物卜住，导致油压无法建立起来；（3）齿轮泵失效或泵不出足够压力的液压油；（4）高速液压马达损坏或卡死；（5）绞盘液压马达损坏或卡死。在进行故障检查时，应按照先易后难、先简单后复杂的原则来进行发生以上故障时，首先应检查两个先导式溢流阀的调定压力是否正确，压力值可以从驾驶室里的两个压力表中读出正常工作时，两个压力表压力分别为 1820 MPa和 3.84.0MPa。检查时分两种情况来判断：（1）两个压力表均有压力指示只是压力值不正确。此时只需要调节两个溢流阀使压力调至正常范围即可，调节中如发生调节一个溢流阀压力时两个压力表压力同时变化，说明另一个溢流阀阻尼孔被脏物堵塞，需拆下清洗。（2）两个压力表均没有压力指示。此时先检查电磁阀是否工作正常，如果电磁阀工作正常，则依次检查齿轮泵、高速马达、微速泵，直到故障排除。 4.1.2回转机构无法回转引起无法回转故障的常见原因有：（1）回转齿轮泵严重磨损或损坏（2）溢流阀阀芯严重磨损或压力调节不正确；（3）回转马达损坏或内泄严重；（4）回转制动没有解除；（5）行星齿轮减速机内齿轮破碎卡住。发生故障后，先不要盲目的大拆大卸，先操作手动操纵阀，用手触摸回转马达的进油管感觉一下是否有压力油流进回转马达内。如果有压力油流进，且还伴随有轻微的抖动，说明故障不是由齿轮泵或溢流阀引起的。否则，可以判断为齿轮泵损坏或溢流阀压力调定不正确。在保留回转马达液压油管不拆卸的情况下把回转马达从主机上拆下，操作换向阀检查马达运转是否正常由此判断马达工作是否正常。解除制动的压力可通过压力表来测出，制动器完全开启的压力为1-2 MPa ，测得值必须高于开启压力。若上述原因都被排除了，而故障仍然存在，则故障只可能是行星齿轮减速机引起的，因此必须拆检行星齿轮减速机排除故障。4.1.3 单边履带无法行走引起单边履带无法行走故障的原因有：（1）液压泵严垂磨损或损坏；（2）先导油路故障造成油压不足，操作失灵；（3）中央回转接头密封圈破损造成内泄严重；（4）行走马达损坏或内泄严重；（5）行走制动无法解除；（6）行走减速机损坏或内部齿轮卡死。由于该机主泵采用的是双变量泵，两泵分别为左右行走系统供油，即左右行走液压系统是相互独立的，两条回路的故障互不相干，因此，在排除故障时可采用换位法来判断故障点，发生故障时可按以下步骤来排除：（1）将从回转中心接至左右行走系统的两条液压油管换位，调换后若故障仍存在，说明故障点在行走系统部分。此时可通过操作行走先导阀使履带行走十多分钟后用手触摸行走制动器外壳是否发热，若发热则说明制动器未完全打开，此时应检修制动器。由于该行走马达为外置式液压马达，因此，可通过在保留马达液压油管不拆卸的情况下，试机看马达是否运转灵活，如果运转灵活说明马达无问题，可判断故障出在行走减速机上。（2）中央回转接头密封圈破损导致液压油内泄也会发生以上故障，而判断中央回转接头密封是否失效，可通过将液压油管不经过中央回转接头直接连接起来的办法来判断。连接后，如果故障仍存在说明中央回转接头密封圈密封良好。否则，故障就出在中央回转接头处，此时只需换密封件即可。（3）将两个液控换向阀的油管换位，换位后故障如果转移，说明液控阀有故障，需要拆下清洗或更换。否则说明液控阀工作正常。对于先导阀也可通过同样的方法来判断。（4）如果通过以上方法仍未找出故障点，则故障只可能出在液压泵上。同时，也可通过检查回油滤芯处的金属粉末来进一步判断液压泵是否损坏，如果损坏，需拆下检修或更换。4.2 机械部分常见故障与排除方法 4.2.1液压打桩机桩锤工作装置无力该机器配有一个液压主泵、一个三联齿轮泵和一个第三柱塞泵。液压主泵由两个并联的柱塞泵组成，其中一个泵通过一个分配阀向主卷扬和左行走供油；而另一个泵则通过两个分配阀分别向右行走、副卷扬、主卷扬快速、桩锤缸和转台回转、第三卷扬供油。三联齿轮泵的第一联泵给液压油散热器的风扇马达供油，第二联泵给履带伸张缸、桩锤前置缸、桩锤旋转马达和卷管器马达供油，第三联泵给配重升降缸供油。该底盘是多功能底盘，既可以配液压桩锤，也可以配旋挖钻机。第三柱塞泵主要用于旋挖钻机，在液压桩锤上只起补充先导油的作用。各个分配阀的动作由先导油来控制，先导油是由主泵、第三柱塞泵和齿轮泵通过梭阀比较后再减压而形成的，他的设定压力为3MPa。根据机器液压系统的工作原理分析，故障原因可能是工作装置的工作压力不足，而工作压力不足常常是某个液压元件产生泄漏而造成的。4.2.1.1故障检测首先，看液压油油位是否达到标准、滤芯是否堵塞、用油牌号是否符合要求，如果某项不合要求，应先解决。然后，观察工作过程中油温是否过高，如果过高，则应检查液压油散热系统，找出原因并排除。最后，测量工作无力部件的工作压力，并与标准值进行比较，做出判断。测量工作压力最好的办法是，测量其极限压力。测量极限压力最常用的方法有两种，一种为实际测量法，另一种为模拟法。实际测量法的具体做法是：让某一工作装置超负荷工作，测量其工作压力。模拟法的做法是：模拟超负荷工作，测出其压力，根据不同装置采取不同的模拟方法，带制动器的马达，一般采用切断制动先导油让其制动，这时在额定转速下操作该工作装置，测量其压力；对液压缸，多是使活塞杆完全伸出或缩回后继续操作该动作，测出其压力。在检查故障时，还有一种常用的方法叫堵截法；具体做法是：依次堵住油路中各部件的出口或进口，测出工作压力。将这些所测压力与标准值进行比较，对不等者须调至标准值；若调不到标准值，就须找出压力损失之处，该处即为故障点。在实际测量中这几种方法常常综合起来使用。4.2.1.2分析判断如果液压油散热器马达的工作压力低于标准值，由于其压力低，将导致其风扇转速降低，因此，散热能力也就低，在正常环境温度下短时间内就会因油温升高而报警。用堵截法找出损坏的部件后，排除故障即可。如果先导油油压偏低，表现为机器的各个动作都慢。这种情况表明，先导溢流阀阀芯卡滞的可能性比较大；或者在没有操作机器时先导油油压偏低而工作起来后油压达到标准值，说明齿轮泵有故障。如果某一个动作的工作压力较低，则其动作无力、速度较慢。以左行走为例，如与之共用一个泵的主卷扬的工作正常，应先排除泵有故障的可能性。操作机器时，事先用T形接头将压力表串接到左行走主控制阀两端并测量压力，查看该阀的先导油压力是否正常，如果偏低，说明问题出在先导油路部分。左行走先导油经过两个电磁阀和左行走先导控制阀直接接到主控制阀两端，因此，需要用堵截法查出压力损失点，从而找出故障之所在。如果先导油压力正常，说明故障出在主油路上，从左行走控制阀出来的油经过回转接头、马达头部锁阀进入马达，可同样用堵截法找出有故障的部件。 如果某几个动作的压力均偏低，表现为这几个工作装置工作时同时出现无力和速度低的现象。碰到此类问题时，应先观察这几个动作之间有无共同点，如极限压力值是否相同，是否共同一个泵、一个阀上的溢流阀或回油阀等。如果没有共同点，可采用前述的方法解决；如果有共同点，应检查它们的共同点，这可能是产生故障的部位。若左行走与主卷扬的压力同时不正常，且其极限压力值相同，因为它们共用一个泵和一个分配阀上的溢流阀、回油阀，因此，问题可能出在泵、溢流阀或回油阀上。为此，可用另一个泵向该分配阀供油，找出故障所在处。若右行走、桩锤、副卷扬和主卷扬快速的压力同时偏低，且压力极限值相同，此时供油主泵有故障的可能性最大，可用前述方法作进一步确认。如果检测主泵没有问题，则需要检查两组分配阀的溢流阀和回油阀。若右行走、桩锤、副卷扬或转台回转、第三卷扬的两组分配阀中的一组压力偏低而另一组正常，说明主泵没有问题，故障肯定出在有故障的那组分配阀的溢流阀或回油阀上。如果所有动作的工作压力都偏低，全机无力、动作缓慢，这种情况就需要修理或更换液压主泵了。4.2.1.3排除方法 故障部件找到后，先不要轻易更换新件，因有的部件并没有损坏，清洗后仍可继续使用；有的仍具有修复价值，修好后可以再用。因此，应注意在排除故障时先不要急于换件，要充分考虑：故障的根源是否因换件就真的被排除了。例如，行走马达内有的零部件被打碎，除了排除其原因和更换零件外，还要考虑到系统的各个零部件，甚至油箱等都会存有金属碎屑。如果不对其进行彻底清洗，将会导致机器再次损坏。因此，在换件之前，须彻底清洗液压系统、油箱并更换液压油及滤芯。更换部件后，应依据极限压力标准值，在正常的工作温度下，将各个动作的极限压力调至标准值。4.2.1.4维护保养（1）启动机器前，先检查液压油油位；如果机器停止工作超过10h以上，要放掉液压油箱底部沉淀的水。（2）机器启动后，不要立刻大负荷工作，要先预热。（3）在机器工作过程中，应注意仪表显示正确否、报警灯有没有亮或某个工作装置的工作有没有异常，如果有应马上采取措施，决不能让机器带“病”工作。（4）工作完成后不要马上停机，要怠速运转几分钟，这时，应围绕机器察看有没有漏油的地方。（5）