液压打桩锤脱桩保护系统设计及其缓冲特性研究

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1、中图分类号UDCTU67621硕士学位论文学校代码密级10533液压打桩锤脱桩保护系统设计及其缓冲特性研究DesignofHydraulicPileHammerProtectionSystemfromPileDetachingandResearchonitsBufferingCharacteristics作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系所)：指导教师：论文答辩日期堑!!：篁：!』刘坤机械工程机械设计及理论机电工程学院胡均平教授答辩委员会主席扭Q中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：三丛整扛日期：业年』月上日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国

3、学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：云丛肆导师签名日期：越年上月上日液压打桩锤脱桩保护系统设计及其缓冲特性研究摘要：液压打桩锤由于打击能量大、施工效率高、污染低以及可以实现无级调频调能等优点而广泛应用于预制桩施工。在其打桩过程中，预制桩受冲击锤头频繁的锤击作用经常发生断裂，以及在软土地层施工时可能发生迅速下窜而与桩帽相互脱离，即脱桩发生。此时，高速下落的锤头会以很大的冲击能量对机架和油缸端盖进行空打，损坏设备，危害施工安全，必须予以防护。首先，介绍了液压打桩锤的结构原理、研究现状和发展趋势以及脱桩保护现状，针对打桩锤施工

4、工况和脱桩保护要求，确定脱桩保护系统方案，即采取行程阀和液控换向阀进行脱桩控制，切断油路，利用安全阀以及多孔板式节流小孔和溢流阀相结合的防空打缓冲装置实施缓冲制动。其次，分析了脱桩保护过程能量传递机理，对大流量防空打缓冲装置的结构和参数进行设计，建立缓冲油液压力和温度等状态参数的变化、多孔板式节流小孔的节流特性以及溢流阀的动态特性模型。再次，利用Simulink建立脱桩保护系统仿真模型并得到其缓冲特性，结果表明：溢流阀调定压力和缓冲腔内径对缓冲装置性能影响较大，节流小孔能够改善装置的低速软特性。最后，对脱桩保护系统缓冲特性进行了实验研究，通过测试发现

5、，实验结果和仿真结果吻合度较高，验证了理论研究的正确性和仿真研究的有效性，为液压打桩锤安全施工提供理论依据。关键词：脱桩保护系统；防空打缓冲装置；缓冲特性；溢流阀；多孔板式节流小孔分类号：TU67IIDesignofHydraulicPileHammerProtectionSystemfromPileDetachingandResearchonitsBufferingCharacteristicsAbstract：Withtheadvantagesoflargepilingenergy,hi曲constructionefficiency,lowpol

6、lution，energyandfrequencyadjustedsteplessly,hydraulicpilehammeriswidelyusedinprefabricatedpileconstruction．Inthepilingprocess，thepre—castpile，whichisfrequentlyimpactedbyimpacthammer，oftenfractures，aswellasoccursrapidlyunderchannelingoutofthepilecaponthesoftsoil，SOtheoff-pilephe

7、nomenontakeplace．Inthiscase，thehigh-speedfallinghammerwhichownshugepilingenergy,willdirectlyimpactthecrackandcylinderendcap，resultinginequipmentdamage，againstconstructionsafety．Firstly,theprincipleandstructure，researchstatusanddevelopmenttrendofhydraulicpilehammerareintroduced，

8、SOisthepiledetachingprotectionstatus．Forthehammerconst