CN111424662A - 一种打桩锤减震系统及减震控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种打桩锤减震系统，包括减震装置、PLC控制器、液压传感器、油箱、油泵、油泵控制器、锤底座和替打；减震装置设置在锤底座内，且减震装置和锤底座套设在替打上，油泵的一端通过管道与减震装置连接，另一端通过管道与油箱连接；液压传感器用于检测减震装置的油压；PLC控制器用于接收液压传感器的检测值，并根据检测值向油泵控制器发出信号；油泵控制器用于接收PLC控制器发出的信号并控制油泵运作，使油泵抽取或泵入液压油以调整减震装置的油压。本发明一种打桩锤减震系统及减震控制方法能及时调整减震装置的减震系数，以保证应用在不同的施工环境或打击力度不同时，减震装置能保持较好的减震效果。

Description

一种打桩锤减震系统及减震控制方法

技术领域

本发明涉及减震技术领域，具体为一种打桩锤减震系统及减震控制方法。

背景技术

海上运输船舶不断向大型化方向发展，为了满足大型船舶的停泊装卸，新建的码头的吨位不断提高，建造码头用的钢管桩尺寸规格越来越大，打桩锤的能力也越来越大，在打桩过程中，常常会使用替打，使其能在打桩锤和桩之间起一个缓冲作用。在打桩过程中，打桩锤与替打撞击，替打再撞击桩腿，桩腿会出现向上反弹的情形，因此需要设置减震装置来减少来自桩腿的反弹力，减轻系统振动造成的不良影响。原有的打桩锤减震装置虽然可以有效地抵消一部分桩腿的反弹力，但是当打桩施工环境不同或打击力度不同时，现有的单一的减震装置无法做到稳定的工作、无法保持较好的减震效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种打桩锤减震系统及减震控制方法，以解决现有的打桩锤减震装置在打桩施工环境不同或打击力度不同时，无法做到稳定的工作、无法保持较好的减震效果的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种打桩锤减震系统，包括减震装置、PLC控制器、液压传感器、油箱、油泵、油泵控制器、锤底座和替打；

所述减震装置设置在所述锤底座内，且所述减震装置和所述锤底座套设在所述替打上，所述油泵的一端通过油管与所述减震装置连接，另一端通过油管与所述油箱连接；

所述液压传感器用于检测所述减震装置的油压；

所述PLC控制器用于接收所述液压传感器的检测值，并根据检测值向所述油泵控制器发出信号；

所述油泵控制器用于接收所述PLC控制器发出的信号并控制所述油泵运作，使所述油泵抽取或泵入液压油以调整所述减震装置的油压。

优选地，所述减震装置包括减震环和液压减震器，所述减震环沿打桩锤的击打方向开设有安装孔，所述液压减震器设置在所述安装孔内。

优选地，所述减震器通过油管与所述油泵连接，所述液压传感器设置在所述液压减震器与油泵之间的支路管道上。

优选地，所述减震环和所述锤底座的侧面分别开设有相对应的第一通孔和第二通孔，所述液压传感器设置在所述锤底座外壁，管道穿过所述第一通孔和所述第二通孔使所述液压减震器和所述液压传感器连通。

优选地，多个所述液压减震器均匀环设在所述减震环上。

优选地，所述安装孔靠近所述减震环处开设有与所述安装孔平行的坡口。

优选地，所述减震装置还包括减震环垫片，所述减震环垫片盖设在所述减震环上。

本发明还提出一种减震控制方法，用于控制如上所述的减震系统工作，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，所述液压传感器检测所述减震装置的油压，并将油压数据传输至所述PLC控制器中；

步骤二，所述PLC控制器接收油压数据，分析判断油压数据是否处于正常范围，若处于正常范围，则不发出信号给所述油泵控制器，反之，则发送相关信号给所述油泵控制器；

步骤三，若所述油泵控制器接收到了相关信号，则控制所述油泵运作，对所述减震装置进行进油或退油；

重复以上步骤一至三。

优选地，在“分析判断油压数据是否处于正常范围”中，若油压大于正常范围，则所述油泵将所述减震装置中的部分液压油抽至所述油箱内，使油压处于正常范围内；反之，则所述油泵将所述油箱内的部分液压油抽至所述减震装置中，使油压处于正常范围内。

本发明一种打桩锤减震系统及减震控制方法，通过所述液压传感器对打桩施工时的所述减震装置的油压进行检测，从而反映出所述减震装置的受力状态，并且在低于或超出阈值时通过往所述减震装置进油或退油，以调整所述减震装置的减震系数，进而调整其阻尼，以保证应用在不同的施工环境或打击力度不同时，所述减震装置能保持较好的减震效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明减震系统模块示意图；

图2为本发明减震装置结构示意图；

图3为本发明减震装置剖面结构示意图；

图4为本发明减震环结构示意图；

图5为本发明减震装置与替打和锤底座装配结构示意图；

图6为图5爆炸结构示意图；

图7为本发明减震装置与替打和锤底座装配剖面结构示意图；

图8为本发明锤底座剖面结构示意图；

图9为本发明控制方法步骤流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	减震装置	3	液压传感器
11	减震环	4	油箱
				111	安装孔	5	油泵
1111	坡口	6	油泵控制器
				112	第一通孔	7	锤底座
12	液压减震器	71	第二通孔
				13	减震环垫片	8	替打
2	PLC控制器	9	管道

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图7所示，一种打桩锤减震系统，包括减震装置1、PLC控制器2、液压传感器3、油箱4、油泵5、油泵控制器6、锤底座7和替打8；

所述减震装置1设置在所述锤底座7内，且所述减震装置1和所述锤底座7套设在所述替打8上，所述油泵5的一端通过油管与所述减震装置1连接，另一端通过油管与所述油箱4连接；

所述液压传感器3用于检测所述减震装置1的油压；

所述PLC控制器2用于接收所述液压传感器3的检测值，并根据检测值向所述油泵控制器6发出信号；

所述油泵控制器6用于接收所述PLC控制器2发出的信号并控制所述油泵5运作，使所述油泵5抽取或泵入液压油以调整所述减震装置1的油压。

本实施例中，所述减震装置1安装在打桩锤的锤底座7内，且套设在替打8上，当打桩产生振动时，所述减震装置1有效抵消一部分桩腿的反弹力。所述减震装置1采用的是液压式减震，液压式减震的工作原理主要是通过活塞在减震器的缸筒内往复移动，使减震器壳体内的液压油反复从内腔通过一些窄小的孔隙流入到另一内腔，此时，液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力，以此达到减震效果。

在所述减震装置1中设置有用于检测所述减震装置1油压的所述液压传感器3，所述液压传感器3通过数据线与所述PLC控制器2连接，并将检测到的油压数据传输至所述PLC控制器2。所述PLC控制器2与所述油泵控制器6通过数据线连接，所述PLC控制器2对油压数据进行对比分析，若油压值超出或低于阈值时，则发送相关的指令信号给所述油泵控制器6。所述油泵控制器6与所述油泵5通过数据线连接，所述油泵控制器6接收到信号，若信号表示油压值小于阈值，则控制所述油泵5上的液压马达增大输出功率，使其输油口一端压力大于所述减震装置1储油仓的压力，将所述油箱4内的液压油输送至所述减震装置1的储油仓内；若信号表示油压值大于阈值，则减少液压马达的输出功率，使其输油口一端压力小于所述减震装置1储油仓的压力，液压油便从所述减震装置1的储油仓内回流至所述油箱4内；在这个进油或退油过程中，所述液压传感器3实时检测所述减震装置1的油压，当油压处于正常范围内时，便停止进油或退油，其目的是使所述减震装置1的油压保持在正常范围内。

现有的打桩锤减震装置，虽然可以有效地抵消一部分桩腿的反弹力，但是打桩施工环境不同或打击力度不同，现有的单一的减震装置都无法稳定工作，因为现有的减震装置，一般情况减震系数是固定的，当用在不同的施工环境或打击力度不同时，其减震效果变不够稳定。而本技术方案，通过所述液压传感器3对打桩施工时的所述减震装置1的油压进行检测，从而反映出所述减震装置1的受力状态，并且在低于或超出阈值时通过往所述减震装置1进油或退油，以调整所述减震装置1的减震系数，进而调整其阻尼，以保证应用在不同的施工环境或打击力度不同时，所述减震装置1能保持较好的减震效果。

进一步地，所述减震装置1包括减震环11和液压减震器12，所述减震环11沿打桩锤的击打方向开设有安装孔111，所述液压减震器12设置在所述安装孔111内。

本实施例中，所述减震环11为环状，中空部分用于容纳替打8，所述液压减震器12设置在所述安装孔111内，具体地，所述液压传感器3用于检测所述液压减震器12内的油压，所述油泵5的一端通过管路与所述液压减震器12的储油仓连接，上述的“往所述减震装置1进油或退油”具体为对所述液压减震器12的储油仓进油或退油。所述减震装置1的结构方便其安装在打桩锤的锤底座7上，且结构紧凑。

进一步地，所述减震器12通过油管与所述油泵5连接，所述液压传感器3设置在所述液压减震器12与油泵5之间的支路管道上。

具体地，所述液压减震器12的储油仓通过油管与所述液压传感器3和所述油泵5连接，由于管路与所述液压减震器12的储油仓是通路，所以所述液压传感器3能准确检测所述液压减震器12的储油仓内的油压；所述液压减震器12的储油仓通过油管与所述油泵5连接，所述油泵5又与所述油箱4连接，因此实现了液压油可以在所述油箱4和所述液压减震器12的储油仓之间来回流动，进而实现对所述液压减震器12的进油或退油，以调节所述液压减震器12的减震系数。所述液压传感器3的位置设置可以方便、简单地实现了对所述液压减震器12进行检测油压，在使用中方便安装，且无需对所述液压减震器12进行过多的改进。

进一步地，所述减震环11和所述锤底座7的侧面分别开设有相对应的第一通孔112和第二通孔71，所述液压传感器3设置在所述锤底座7外壁，管道9穿过所述第一通孔112和所述第二通孔71使所述液压减震器12和所述液压传感器3连通。

所述液压减震器12设置在所述安装孔111内，所述减震装置1设置在所述锤底座7内，本实施例中，所述液压传感器3设置在所述锤底座7外壁，由于所述液压减震装置1需要通过所述管道9与所述液压传感器3连接，因此，在所述减震环11和所述锤底座7的侧面分别开设有相对应的第一通孔112和第二通孔71。安装时，先将所述液压减震器12设置在所述安装孔111内，再将所述减震装置1设置在所述锤底座7内，然后接上管路，具体为所述管道9穿过所述第一通孔112和所述第二通孔71使所述液压减震器12和所述液压传感器3连通。将所述液压传感器3设置在所述锤底座7外壁，方便安装，且后期需要维修、更换时也简单、方便。

进一步地，多个所述液压减震器12均匀环设在所述减震环11上。

所述减震装置1包含有多个所述液压减震器12，在所述减震环11上均匀、环绕开设有多个所述安装孔111，每个安装孔111上均设置有所述液压减震器12，每个液压减震器12对应连接一个所述液压传感器3，因此每个液压减震器12的油压都通过对应的液压传感器3进行检测的，并且每个液压减震器12都与所述油箱4连通。设置有多个液压减震器12可以进一步保证减震效果的稳定性，而且每个液压减震器12都能单独调整减震系数、调节阻尼，因此更加方便应用在不同的使用情况中。

进一步地，所述安装孔111靠近所述减震环11处开设有与所述安装孔111平行的坡口1111。

如前面所述，所述液压减震器12先安装在所述安装孔111内，然后再连接油管，开设的所述坡口1111则用于容纳所述液压减震器12的接口，使所述液压减震器12的接口靠近所述减震环11的外壁，连接油管时，将油管穿过所述所述第一通孔112和所述第二通孔71，使油管上的接口与所述液压减震器12的接口相连，然后旋转拧紧油管接口上的连接螺母，使所述液压减震器12的接口与油管的接口固定连接即可。当然，在实际应用中，为了能更好地连接所述液压减震器12和油管，可将所述液压减震器12的接口设计的长一点，相应地，所述坡口1111往所述减震环外壁方向的深度则设计的深一点，以容纳所述减震器的接口；更优地，所述液压减震器的接口可设计为延伸到所述减震环侧壁外部，以方便于油管连接，此时，所述坡口1111则往所述减震环侧壁方向延伸，以穿透所述减震环；这样设计不仅方便所述液压减震器和油管的连接，同时也方便后期检测连接处是否漏油以及维修固定连接处。

在所述液压减震器12安装在所述安装孔111内时，所述坡口1111用于容纳所述液压减震器12与油管连接的接口，所述安装孔111则用于容纳所述液压减震器12的主体；因此，所述安装孔111的孔径无需过大，能使所述液压减震器12稳定地安装在所述安装孔111内即可，避免在使用过程中出现很大程度的晃动；设置所述坡口1111还能在安装所述液压减震器12时起定位作用，方便安装，同时方便固定所述液压减震器12的位置，在后期与油管的连接中，利于定位。

进一步地，所述减震装置1还包括减震环垫片13，所述减震环垫片13盖设在所述减震环11上。

装配时是先将所述液压减震器12安装至所述减震环11，然后盖上所述减震环垫片13以防止所述液压减震器12晃动，进一步稳固所述液压减震器12与所述减震环11的连接；设置所述减震环垫片13的前提是不能影响所述液压减震器12的正常运行，因此在所述减震环垫片13上开设有供所述液压减震器12的减震杆活动的通孔，即减震杆可穿过该通孔进行伸缩。

本发明另一方面，如图8所示，一种减震控制方法，用于控制如上所述的减震系统工作，包括以下步骤：

步骤一，所述液压传感器3检测所述减震装置1的油压，并将油压数据传输至所述PLC控制器2中；

步骤二，所述PLC控制器2接收油压数据，分析判断油压数据是否处于正常范围，若处于正常范围，则不发出信号给所述油泵控制器6，反之，则发送相关信号给所述油泵控制器6；

步骤三，若所述油泵控制器6接收到了相关信号，则控制所述油泵5运作，对所述减震装置1进行进油或退油；

重复以上步骤一至三。

在打桩过程中，所述液压传感器3实时检测油压状况，并将数据传输至所述PLC控制器2中，油压数据能反应所述减震装置1的工作状态，当油压处于正常范围内时，说明所述减震装置1能较好地对打桩过程进行减震，此时无需调整所述减震装置1的减震系数；当油压超过或低于正常范围的阈值，则说明此时所述减震装置1不能达到较好的减震效果，此时，所述PLC控制器2就发送相关信号给所述油泵控制器6，所述油泵控制器6再根据所接收的信号，控制所述油泵5对所述减震装置1进行进油或退油，以调节所述减震装置1的减震系数。通过所述液压传感器3的检测和所述PLC控制器2的分析控制，使所述减震系统能够在不同的施工环境或打击力度不同时，能保持较好的减震效果。

进一步地，在“分析判断油压数据是否处于正常范围”中，若油压大于正常范围，则所述油泵5将所述减震装置1中的部分液压油抽至所述油箱4内，使油压处于正常范围内；反之，则所述油泵5将所述油箱4内的部分液压油抽至所述减震装置1中，使油压处于正常范围内。

若油压大于正常范围，所述PLC控制器2则发送退油信号，所述油泵控制器6接收到信号，并控制所述油泵5上的液压马达减少输出功率，使其输油口一端压力小于所述减震装置1储油仓的压力，液压油便从所述减震装置1的储油仓内回流至所述油箱4内，直至油压处于正常范围内；若油压小于正常范围，所述PLC控制器2则发生进油信号，所述油泵控制器6接收到信号，并控制所述油泵5上的液压马达增大输出功率，使其输油口一端压力大于所述减震装置1储油仓的压力，将所述油箱4内的油输送至所述减震装置1的储油仓内，直至油压处于正常范围内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种打桩锤减震系统，其特征在于：包括减震装置、PLC控制器、液压传感器、油箱、油泵、油泵控制器、锤底座和替打；

所述减震装置设置在所述锤底座内，且所述减震装置和所述锤底座套设在所述替打上，所述油泵的一端通过油管与所述减震装置连接，另一端通过油管与所述油箱连接；

所述液压传感器用于检测所述减震装置的油压；

所述PLC控制器用于接收所述液压传感器的检测值，并根据检测值向所述油泵控制器发出信号；

所述油泵控制器用于接收所述PLC控制器发出的信号并控制所述油泵运作，使所述油泵抽取或泵入液压油以调整所述减震装置的油压。

2.根据权利要求1所述的一种打桩锤减震系统，其特征在于：所述减震装置包括减震环和液压减震器，所述减震环沿打桩锤的击打方向开设有安装孔，所述液压减震器设置在所述安装孔内。

3.根据权利要求2所述的一种打桩锤减震系统，其特征在于：所述减震器通过油管与所述油泵连接，所述液压传感器设置在所述液压减震器与油泵之间的支路管道上。

4.根据权利要求3所述的一种打桩锤减震系统，其特征在于：所述减震环和所述锤底座的侧面分别开设有相对应的第一通孔和第二通孔，所述液压传感器设置在所述锤底座外壁，管道穿过所述第一通孔和所述第二通孔使所述液压减震器和所述液压传感器连通。

5.根据权利要求2所述的一种打桩锤减震系统，其特征在于：多个所述液压减震器均匀环设在所述减震环上。

6.根据权利要求2所述的一种打桩锤减震系统，其特征在于：所述安装孔靠近所述减震环处开设有与所述安装孔平行的坡口。

7.根据权利要求2所述的一种打桩锤减震系统，其特征在于：所述减震装置还包括减震环垫片，所述减震环垫片盖设在所述减震环上。

8.一种减震控制方法，用于控制如权利要求1-7所述的减震系统工作，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，所述液压传感器检测所述减震装置的油压，并将油压数据传输至所述PLC控制器中；

步骤二，所述PLC控制器接收油压数据，分析判断油压数据是否处于正常范围，若处于正常范围，则不发出信号给所述油泵控制器，反之，则发送相关信号给所述油泵控制器；

步骤三，若所述油泵控制器接收到了相关信号，则控制所述油泵运作，对所述减震装置进行进油或退油；

重复以上步骤一至三。

9.根据权利要求8所述的一种减震控制方法，其特征在于：在“分析判断油压数据是否处于正常范围”中，若油压大于正常范围，则所述油泵将所述减震装置中的部分液压油抽至所述油箱内，使油压处于正常范围内；反之，则所述油泵将所述油箱内的部分液压油抽至所述减震装置中，使油压处于正常范围内。

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