分析液压-气动复合锤数学建模与

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1、学兔兔www.xuetutu.com第8卷第4期中国工程机械学报V01．8No．42010年12月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYDec．2010液压一气动复合锤数学建模与分析阁耀保，胡兴华，李玉杰，沈耀冲，陆呜九(1．同济大学机械工程学院，上海201804；2．上海工程机械厂有限公司，上海200072)摘要：分析了液压一气动复合锤的工作原理和结构特点，建立了锤体上升阶段和下降阶段的动力学数学模型．分析结果表明：采取液压一气动复合锤击技术，可以实现加速度9．8m．s以上的桩体打击功能；打击能量和锤体质量、加速度、液压缸氮气室气

2、体压力、锤体最大高度以及回油管路阻力等因素有关．所建立的数学模型和分析结果为新型液压锤的研究和开发提供了理论基础．关键词：液压一气动复合锤；加速度；数学模型；打击能量中图分类号：TH137．9；TH138；TH6文献标识码：A文章编号：1672—5581(2010)04—0379—06Mathematicalmodelingandanalysisonhydraulic—pneumatic·compoundhammersYINYao-bao，HUXing-hua，LIYu-jie，SHENYao-chong，LUMing-jiu(1．CollegeofMechanica

3、lEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China；2．ShanghaiEngineerMachineryCo．Ltd．，Shanghai200072，China)Abstract：Inthisstudy，theworkingprinciplesandstructuralfeaturesofhydraulic-pneumatic—compoundhammerarefirstanalyzed．Then，thedynamicmathematicalmodelofhammersisestablishedatascendant

4、anddescendantstages．Finally，itisindicatedfromtheoreticalresultsthatthestrikingaccelerationreachesmorethan9．8m·s～。whereasthestrikingenergyisassociatedwiththehammerqualityandaccelera—tion，thegaspressureofnitrogenchamberinhydrauliccylinder，themaximumhammerheightandfeed-backpipelineresistan

5、ce．Therein。theproposedmathematicalmodelsetsatheoreticalbasisonresearchanddevelopmentfornewhydraulichammers．Keywords：hydraulic—pneumatic-compoundhammer；acceleration；mathematicalmodel；strikingenergy液压锤技术起源于20世纪60年代，1965年荷兰HBG公司首先试制了液压锤．液压锤采用液压缸将锤体提升到一定高度，然后利用锤体自重或者利用自重和液压力或气动力的复合力作用使锤体加速下

6、落，锤打击桩体，将桩体贯人土层l1]．与传统的柴油打桩锤相比，液压打桩锤具有打桩效率高、无废气等污染排放、噪声低的特点，还可调节打击能量，适应范围广，可以用于水下打桩以及打斜桩[3]．我国上海工程机械厂等单位自20世纪90年代开始陆续引进日本等国外技术并研制液压锤，已有样机问世[1]．因为元器件精度要求高，价格昂贵，工作效率较低等原因投入批量生产的数量还极为有限．目前国外基础施工中主要采用液压锤，其产品已形成系列化，如英国BSP公司HH357—9系列单作用液压锤，打击频率较高，但打击能量有限L6；芬兰JUNTTAN公司HHKA型双作用液压锤，打击能量和打击频率较高【7

7、]．近年来，国内基础施工中采用了国外液压锤，如荷兰IHC的液压锤[8]．但目前基于液压和气动技术的锤击理论研究还不多见，如何开发和正确使用液压锤至关重要l8q．为此，本文主要分析基于液压基金项目：国家“八六三”高技术研究发展计划资助项目(2007AA05Z119)；国家自然科学基金资助项目(50775161)；航空科学基金资助项目(2O¨09O738003)作者简介：闻耀保(1965一)，男，教授，博士生导师，工学博士．E—mail：y—yin@tongji．edu．cn学兔兔www.xuetutu.com中国工程机械学报第8卷技术和气动技术的液压一