压桩机双溢流阀液压系统建压过程故障分析与动态特性研究

论文摘要

在基桩施工设备中,液压静力压桩机具有噪声低、振动小、无污染等突出优点,凭借其自身卓越的性能获得了广泛的应用。随着静力压桩机吨位的增大,液压系统流量的增加,过去的单溢流阀卸荷已不能满足系统卸荷要求,因此目前对于大吨位的静力压桩机的液压系统常采用双溢流阀卸荷,然而在实际工作中系统流量较大的压桩机从中位卸荷状态切换到工作状态后,常出现无法建立起系统压力的问题,严重影响了压桩机正常工作。针对此问题,论文首先根据液压系统压力失常的常见原因,分析了故障原因在于先导式溢流阀主阀芯不能正常动作。然后利用功率键合图和Matlab/Simulink作为建模和仿真的工具对双溢流阀卸荷和建压系统中位卸荷后,建立系统工作压力的过程进行了动态特性仿真分析,得到了故障原因:双溢流阀间存在相互影响的关系;主阀芯上下腔油液的压力差、稳态液动力的大小对主阀芯动作的影响较大等原因。最后,根据故障原因,提出了改变溢流阀2的阻尼孔尺寸、改变溢流阀2的复位弹簧的预压缩量、基于系统回路改变的解决方案。并对解决方案进行仿真分析,阐述了各种方案的优缺点。并对各种方案的可行性进行了现场试验,从而得到解决双溢流阀不能建立起系统压力的可行方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 桩基础施工技术现状
• 1.1.1 桩基础施工技术发展方向
• 1.1.2 桩基施工设备的发展概况
• 1.2 液压静力压桩机的发展历史和现状
• 1.2.1 液压静力压桩机的概述
• 1.2.2 液压静力压桩机的分类、组成
• 1.2.3 国内外压桩机发展历史和现状
• 1.2.4 液压静力沉桩机的特点及优点
• 1.2.5 传统液压静力压桩机存在的问题
• 1.2.6 液压静力沉桩机的发展趋势
• 1.3 本课题的来源、意义、任务
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 本文的研究意义
• 1.3.3 本文的主要任务
• 第二章 双溢流阀系统动态特性研究
• 2.1 液压系统压力失常的常见原因
• 2.2 双溢流阀系统故障原因分析
• 2.2.1 双溢流阀卸荷和建压系统简图
• 2.2.2 先导式溢流阀工作原理及结构特点
• 2.2.3 双溢流阀系统故障原因分析
• 2.3 双溢流阀系统建模方法的选择
• 2.3.1 液压系统动力学建模的特点
• 2.3.2 一般研究方法的局限性
• 2.3.3 功率流建模方法的优点
• 2.4 双溢流阀卸荷和建压系统键合图模型的建立
• 2.4.1 模块化键合图建模方法
• 2.4.2 各子模块键合图模型的建立
• 2.4.3 双溢流阀卸荷和建压系统功率键合图模型的建立
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于Matlab/Simulink双溢流阀系统的动态特性仿真分析
• 3.1 Matlab/Simulink软件包的简介
• 3.2 系统数字仿真参数的选取
• 3.3 系统故障仿真分析
• 3.4 仿真结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 双溢流阀卸荷和建压系统故障的解决方案
• 4.1 溢流阀2的阻尼孔尺寸改变方案
• 4.1.1 理论分析
• 4.1.2 仿真分析
• 4.2 溢流阀2的复位弹簧的预压缩量改变方案
• 4.2.1 理论分析
• 4.2.2 仿真分析
• 4.3 基于系统回路改变的解决方案
• 4.3.1 理论分析
• 4.3.2 仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 现场试验及试验数据分析
• 5.1 试验目的
• 5.2 试验研究内容
• 5.3 试验方法
• 5.4 实验原理和仪器设备
• 5.4.1 实验原理
• 5.4.2 仪器设备
• 5.5 试验数据及其分析
• 5.6 本章小节
• 第六章 结论
• 结束语
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间主要的研究成果