王凯
广东力源液压机械有限公司 广东佛山 528313
摘要：实现履带式桩工机械整体运输的设计，满足国家特种设备道路运输相关法律法规，采用机电液一体化控制系统，整机可靠性、稳定性、灵活性良好，可配套多种桩工机具，如：液压打桩锤、柴油锤、潜孔锤、长螺旋钻机等。
关键词：整体运输，履带式，立柱折叠，桩工机械，系统控制。
0 引言
随着国家一带一路政策的快速发展，国内基础建设规模的逐步增大，由于各地的地质环境不同，需要一机多用的打桩机械所配合，而传统的打桩机械已不能满足市场多样化的需求，而现在所使用的履带式打桩机大多数是由履带吊车的底盘改造设计而成，虽然可以满足打桩要求但是在整机运输转场时需要安装、拆卸的工作较多，还需要外部吊车配合作业，而缺乏整机的流动性。根据以上原因，我公司设计开发了中型整体运输式履带桩架。
1 设备概述
整体运输式履带桩架，采用全新的设计形式，整机重量为55-65吨（含外挂机具重量），关键零部件采用国际知名品牌，保证了设备的可靠性。为方便运输，履带桩架行走部件采用可伸缩模式设计，分为工作状态与运输状态，立柱起架方式为后起架，采用大三角结构，稳定性良好，立柱采用可折叠式设计并有自动锁紧功能，在运输时不需要拆卸任何部件，设备可独立行走上车、下车，独立起架、落架无需外部吊车辅助作业。可配套液压打桩锤、柴油打桩锤、潜孔锤、长螺旋钻机等机具，适用于各类城市交通建设、铁路公路桥梁、高层建筑等桩基础工程施工。
2 设备主要参数
1）发动机功率：205kw/2200rpm
2）发动机扭矩：1257n.m/1400rpm
3）液压系统压力：31.5mpa
4）先导系统压力：5mpa
5）立柱长度：25m
6）立柱倾斜范围：前倾12° 后倾15°
7）立柱伸缩距离：1500mm
8）立柱拉拔负载：300kN
9）平台回转角度：360°
10）行走速度：1.5km/h
11）接地比压：0.11mpa
12）爬坡角度：±20°
13）工作角度：±2°
14）整机重量：65t
3 工作系统
3.1 起架变幅系统
起架变幅系统是通过油缸控制立柱的角度变化，主要是三部分油缸组成：1）辅助起架油缸；2）背拉油缸；3）左右斜撑油缸。
三组油缸均带双向平衡阀，背拉油缸平衡阀带随动功能；左右斜撑油缸控制油需经过电磁阀，可通过电磁阀通断来控制手柄是否能够起到控制作用。
起架过程动作顺序：打开背拉油缸随动功能，用辅助起架油缸顶起立柱（随动功能没打开，辅助起架不允许操作，电气系统限制），辅助起架起到位后，关闭背拉油缸随动功能，通过开关控制背拉油缸动作（两个档位速度，50%及100%输出），作收缩动作来使立柱继续起架，在起到70-80°时，用左右斜撑油缸伸出来继续起架，直到需要的角度为止。
落架过程：首先需要辅助起架油缸伸到最大位置，然后左右斜撑油缸收尽使立柱向后落，左右斜撑油缸收到位后，操作背拉油缸开关，使其伸出，当立柱落到辅助起架后，打开背拉油缸随动功能（此时需检测到立柱完全落到辅助起架上并受到一定负载）否则不允许打开随动功能（电路限制），打开背拉油缸随动功能后，用辅助起架把立柱落到运输状态。
3.2 立柱工作系统
立柱折叠系统，是通过折叠装置实现立柱的折叠，方便整机在运输中对长度的限制，并附有立柱锁紧装置并有相应的检测信号，在开始工作前，如系统检测不到立柱锁紧信号，整机将不能进入工作状态，可有效防止因误操作而造成不必要的安全问题。
立柱升降系统，是通过一个液控脚踏阀控制升降油缸来实现立柱高度的调节，在顶升时的控制油路上需一个电磁阀来控制油路的通断，防止吊物冲顶，顶升时需能够把立柱、液压锤及桩的重量向上顶升；顶升油缸需加平衡阀。
立柱伸缩系统，是通过控制伸缩油缸来控制立柱及支撑架前后移动，行程1500mm，通过电开关控制，伸缩距离带距离监控并反馈到显示器上，并在出现防过卷开关有信号时不允许前伸（可缩回）。
3.3 其他辅助系统
履带扩展系统，通过电开关控制在履带底盘上安装的双向4油缸同时伸出或缩回，来完成履带扩展动作。抱桩机构系统，在打桩工作中，通过电开关控制在抱桩机构上安装的2个油缸同时伸出或缩回，来完成对桩的定位功能。配重伸缩系统与立柱伸缩系统类似，是通过控制伸缩油缸来控制配重的前后移动，行程1200mm，通过电开关控制，伸缩距离可控并有检测信号反馈到显示器上，该功能是调整整机平稳性的重要因素。
4 液压系统
是设备的能源转换系统和设备各职能部件的控制系统。发动机发出的动力，通过液压油泵，将其机械能转换为液压能，并推动设备各职能部件运动的驱动力，并对各职能部件的运动规律进行有效的控制。本机液压系统采用先导控制回路，其精髓在于使用了先进的负载反馈技术，可使流量按需分配到系统各个工作装置，实现不同工况下的最佳匹配。先导控制使操作更加灵活、安全、舒适、精确。系统独立散热。泵、马达、阀、油管等全采用进口产品，确保系统的高可靠性。系统配备过载和防液压冲击的装置，溢流阀的调定压力应比系统压力高10%-20%。
5 电气系统
履带桩架各职能部件的工作运动全部由液压系统驱动的，各系统的操纵由液压先导系统及电气开关控制，各部分工作状况，由电气系统进行监控。本机电气系统采用DC24V直流电。主要功能有发动机启动、熄火监测、液压系统电磁换向、起落架工况监测、立柱角度监测、报警、液压锤工作状态监测和调整，故障检测，触摸屏显示系统报警和系统状态参数，PLC监控各个工况动作。并且对燃油量、电瓶电压、液压系统油压、散热器水量、水温、柴油机油滤芯器堵塞等监控。电气系统关键部件均采用进口产品。
本机采用手动与自动相互切换的电子调平装置，能对立柱进行实时监控，并能自动调节，保证立柱在施工中始终保持锤直状态，可有效地保证工程对桩、孔垂直度要求。
6 结论
随着国家一带一路政策的推进，大量基础工程的建设开工，该履带行走式桩工机械设备的设计，可以有效提高工程施工效率，缩短施工工期，降低使用成本，设备的灵活性、稳定性及便于运输性上均优于其他类型的桩工机械设备。
参考文献：
[1]JGT 5006-1992 桩架技术条件[S]
论文作者:王凯
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第11期
论文发表时间:2019/5/22
标签：立柱论文; 系统论文; 油缸论文; 履带论文; 伸缩论文; 液压论文; 工作论文; 《建筑模拟》2019年第11期论文;