液压气动复合锤数学建模与分析

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1、液压-气动复合锤数学建模与分析闻耀保I,胡兴华】，李玉杰1,沈耀冲2,陆鸣九2(1•同济大学机械工程学院，上海201804,2.±海工程机械厂有限公司，上海200072)摘要：分析了液压-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-气动复合儀击技术，可以实现加速度9.8m・s・2以上的桩体打击功能;打击能量和锤体质量、加速度、液压缸氮气室气体压力、锤休最大高度以及回油管路阻力等因索有关•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-气动复合锤；加速度；数学模型；打

2、击能哥中图分类号：TH137.9；TH138；TH6文献标识码：A文童编号：1672-5581(2010)04-0379-06Mathematicalmodelingandanalysisonhydraulic・pneumatic-compoundhammersYINYao-bao1,HUXing-hica1,LIY心jie',SHENYao-chong2,LUMing-jiu2(1.CollegeofMechanicalEngineeringsTongjiUniversity•Shanghai2018041Chinai2.ShanghaiEnginee

3、rMachineryCo.Ltd.,Shanghai200072fChina)Abstract：Inthisstudy,theworkingprinciplesandstructuralfeaturesofhydraulic-pneumatic-compoundhammerarefirstanalyzed.Then,thedynamicmathematicalmodelofhammersisestablishedatascendantanddescendantstages.Finallyatisindicatedfromtheoreticalresult

4、sthatthestrikingaccelerationreachesmorethan9・8m•whereasthestrikingenergyisassociatedwiththehammerqualityandaccelerationthegaspressureofnitrogenchamberinhydrauliccylindertthemaximumhammerheightandfeedbackpipelineresistance.Therein»theproposedmathematicalmodelsetsatheoreticalbasi

5、sonresearchanddevelopmentfornewhydraulichammers.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落,锤打击桩体，将桩体贯人土层U~7】•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

6、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，已有样机问世因为元器件精度要求高，价格昂贵,工作效率较低等原因投人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⑹；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].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B91.但目前基于液压和气动技术的锤击理论

7、研究还不多见，如何开发和正确使用液压锤至关重要[卜巾•为此，本文主要分析基于液压基金项目:国家“八六三”高技术研究发廣计划资助项目(2007AAD5Z119)，国家自然科学基金资助项目(50775161);航空科学基金资助项目(20090738003)作者简介，間耀保(1965-),男，教授，博士生导师•工学博士Emaihy_yin@iongji.edu.cn技术和气动技术的液压-气动复合锤击理论、数学模型和液压锤的基本特性.1工作原理图1所示为液压-气动加速度复合锤液压系统示意图•该液压锤主要由锤体1、液压缸2、低压蓄能器1.锋体；2•液压缸，3•低压

8、蓄能器；4•电磁换向蹲$5•氨气室$6•电磁换向阀；7•奇压蓄能器$8•液压泵；