液压桩机动力系统的分析及其应用蔡正谢旭时郭金基陈海31.广东电白第建筑工程公司，广东电白525200；2.广东广源工程公司，广东广州51；3.中山大学，广东广州510275力系统的动态响应。闱后给出施。工程的应用实例。

　　力活塞运动的速度加速度，分析动力系统的动态响应，阐述施工工程应用的相关问题。

　　1液压控制系统液压桩机采用全液压步履式行走装置，工作平台行走升降，即维笛卡尔坐标2方向运动，建筑施工称为横船纵船及伸腿和夹桩压桩，所有的动作均由液压控制系统及其伺服机构来完成。目前有30074007500等系列桩机，可边桩进行施工。

　　液压桩机横船由两个油缸完成短距离的移位，纵船由两个油缸并联供油完成较长距离的另方向移位，协调对桩准确定位。伸腿由个油缸分布在平台个角实现垂直方向移位。夹桩器上有个油缸，分下两组；可同时抱桩，使抱桩力分为两个部分，减少压力过度集中，防止断裂桩事件发牛。压桩油缸可分为主压缸副压缸两组，依据压桩机的型号不，油缸缸径也不同，压力设置标机又称为液压桩机，是新型的建筑基础施工机械，以其无强烈冲击震动无噪音单桩承载能力高试桩及施工速度快等系列优点，已被大中城市普遍推广使用，微分方程，用Laplace3导出传递函数，并用1却8.6；反变换求解方程，求得动出的油压力理想夹桩力，用户可根据自己的需要任意调节，油路已设置有次压力和随动溢流阀控制。

　　液压桩机横船纵船伸腿夹桩及压桩套液压控制系统，除液压油泵溢流阀单向阀流控单向阀位位阀溢流阀的型号油缸缸径长度不同外，液压原理及控制系统线路完全相同。

　　理见1.以下选取位通阀及油缸组成进行动力系统分析。

　　2液压伺服机构的传递函数。位通阀活塞和油缸组成，2.通常将位通阀的阀芯动作简化为其动作原理如下当给出控制信号电磁阀动作，阀芯向右移动时，高压油与油缸1腔连通；驱动动力活塞向右运动拖动负载M作动；油缸腔为低压油通过阀芯右侧通道流回贮油缸。当给出控制信号电磁阀动作，阀芯向左移动时，高压油及回油方向与上述相反，活塞将向左方向运动，动力油缸卸载复位。

　　这里所指的拖动负载从分别指夹桩抱桩压桩伸腿平台升降横船纵船平台移位包括质量在内的作用力。假设进入动力油缸的油液液量为动力活塞两侧的压力差么尸=，位通阀芯的位移为久见2，则，可以看作入和户的函数2通常，与，尸的关系是非线性的关系。

　　把非线性方程1在额定工作点，兄，尺附近按元的下1数层开，并线性化后可得如果选取系统额定工作条件对应，=，又=，么=，则从3代人2式可得再由2可得，不可压缩的油液流出，与时间比的乘积，等于动力活塞的位移面积与油液的密度，的乘积，即，=认，代人4推力假定动力活塞拖动的负载，质量为，粘性磨擦系数为，则动力活塞产生的力将用来克服惯性力及拈性磨擦阻力。此时伺服机构动力系统的运动微分方程为量化8，2如，为粘性磨擦系数，8.7的正方向2.

　　利用初始条件00=0，将6可以由6式求得液压伺服机机构的传递函数以上传递函数为阶的，丁相当于时间常数，如果选取7即时间常数可忽略不计，则传传递函数8的方块3，实现开环程序控制。

　　3油缸动力系统的动态响应设位通阀芯受电磁阀控制是感性负载，位移入，可由下式小动作的响应时间；0为阀芯移动的*大距离。

　　将1式经过拉氏变换代人8式，再用拉普拉斯反变换可以求解动力活塞的运动微分方程500，长151从以上分析得出如下几点意见动力活塞的推力从5式，看出，除了活塞的面积，4外，还与活寒两边的；玉力差么尸有关，即与电磁滑移动距离开度。，油液密度3了3厂系统稳定工作情况下，由5式可得式示动力活塞拖动负载随时间大小变化的规律。通常电磁阀感性负载的时间常数及驱动装置的时间常数T选取较小，当r3了3r时，动力活塞拖动负载的速度可由3式对时间，的微分求得同理当了选取较小，并且是3了3时，即速度趋于常数，使动力系统稳定地进行工作。依据14式，可用微分作法描绘出速度度，可由14式对时间微分，经过整理后可得可用16式计算动力活塞拖动负载4施工工程应用全液压静力压桩机是新开发的建筑基础施工的机械产品。现以21500丁压桩机压桩为例，说从油路系统计算，不能单纯从静力压桩用油泵压力突然停止时，更为明显露出来。例如开度，=大，不够，压力不能去，不能达到额定值。

　　油缸供油系统直接影响着动力活塞的工作状态。从3式可看出，1是2=么，=.，2分别称为位通阀主通道流量增量及流量压力系数。后者由流量压力特征曲线在选定工作点的斜率来决定。在稳定工作状态下，由已知油缸的直径4280，压桩速度0=4.931！可以算出单缸供油流量，小小于0.30363，如，主副缸共4个，因而动力活塞供油系统供油流量，不得小于位通阀的主控电磁阀的时间常数1及动力系统的时间常数7应选取尽童小，才能使系统稳定地工作。由于电磁阀是感性负载，时间常数通常选取不大于50动力系统的时间常数了不大于8，当，3了3时，山15式可得动力活塞。=，折算压，速度为4.93，10.082爪，此时加速度为零。

　　依据17式可以校核供油油泵的压力已知活塞推力尸为500下。由主副共4个油缸活塞承受单缸活塞为1257直径28，1由此可算出油压力尸不得小干20.3现选取23MPa可保证正常运转。

　　明如何使动力系统稳定地工作的问题。21 5001型压桩机*大压桩力为500丁，由主副油缸提供，系统油压23，活塞直径28，压桩行程动力活塞接人负载后，在压桩过程中动力活塞推力厂除通过夹桩器抱桩作用在地基外，必须克服桩4地基间的摩擦阻力和由，动或突然停止瞬时加速度产生的惯性载荷2.已知桩直径中500，长度乙=15，密度7桩器质量近似等于从13，设瞬时启动加速度=4.9阳，2，桩与地基磨擦系数=0.25，由此算出厂2=7791动力活塞推力必须大于+心乘以安全系数。7与动力活塞突然加载，油缸动力系统特征系数有关，若；选取为2，则液压静力桩机设备在基础工程施工中有如下的优点1文明施工施工场地干净无噪音无污染环境，周围的建筑物不会受冲击震动损害。

　　2由于采用液压和加载压桩，各桩竖向载力般能得到保证，减少桩基受载后的不均沉降变形；并且单桩承载力较高，桩身质量易保证。3施工速度快，适用性强，可知性高。4试桩速度快，能在布桩前的试桩过程中及早知道*佳的压桩速度，终桩载荷控制量及沉降量，并以此参数指导后期原压桩工作。5可利用桩机荷重及设备配合桩静载荷试验仪器进行；及时对桩质量承载力及变形测试，确保桩基质量。

　　该设备也有定的缺点，例如设备拼装较大，需要施工现场具备较大的工作面并且设备自重较大，需要有良好的交通环境和吊装设施。尽管如此，液压静力桩设备由于它独特的优点已在大中城市广泛使用。

　　次建立液压伺服机构的运动微分方程，用拉氏变换求得动力活塞运动的速度加速度，对动态响应分析和求得稳态工作的条件，对保证动力系统具备足够的承载能力，安全可靠，平稳地工作有较大的指导意义。

　　Memtt，HE.液压控制系统M.陈燕庆等译。北京科学出版社，1978.

　　郭金基，冯道堆，谢样英I卸料器闸门的液压控制系统。庆祝中山大学校庆60周年力学论文集0，1984.

　　郭金基等钢制通管塑性成型的液压加栽系第作者简介蔡正，男，助工。研究领域建筑机械设计与施1.。

　　第1届国际机械工程学术会议暨第6次国际机械工程学会联合会会议将在上海举行国际机械工程学会联合会是由来自49个国家与地区的55个机械工程学术团体组成的个国际组织。为积极推动新世纪机械工程技术的发展，第6次国际机械工程学会联合会会议将于2000年月；20日至22日在中国上海国际会议中心召开，同时举办第1届国际机械工程学术会议。j为迎接21世纪新的挑战，第1届国际机械工程学术会议将以制造业的全球化为主题。除大会主题报告外，还将设立十个专题发论文，并设立提高竞争力的战略和措施企业论坛。j大会将邀请陈清泰国务院发展研究中心常务副主任路甬祥中科院院长徐冠华科技部副部长田长霖美国总统科技顾问约翰帕科，3美国机械工程师学会主席李荣彬香港理工大学机械系主任史密特8，如，德国奥迪公司副总裁等国内外知名人士，就会议主题发演说。

　　本次会议将同时邀请15位著名企业家和行业管理专家发演讲，并与参会者共同研讨。I高水平大规模科技与经济结合是本次会议的特点。这是次学术交流获取产品和技术信1息，以及寻找合作伙伴的极好机会，热忱邀请广东机械工业的企业家孕家工程技术人员学会各分会理事会员等出席会议。

　　联系办法中国机械工程学会工作总部学术处。

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