CN111828416B - 一种打桩锤液压控制系统及打桩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打桩机技术领域，尤其涉及一种打桩锤液压控制系统及打桩机，打桩锤液压控制系统包括液压泵、振动马达、夹嘴油缸、主控制阀、振动电磁阀、夹嘴电磁换向阀和自动夹紧电磁阀，主控制阀的进油口与液压泵的出油口连通，主控制阀的第一工作油口与振动电磁阀的进油口连通，振动电磁阀的出油口与振动马达的第一油口以及自动夹紧电磁阀的进油口连通，自动夹紧电磁阀的出油口与夹嘴油缸的无杆腔连通；振动马达的第二油口与主控制阀的第二工作油口连通，主控制阀的回油口与油箱连通。本发明通过设置自动夹紧电磁阀，能够使得在振动马达工作的过程中，油液同时流入夹嘴油缸的无杆腔，使夹嘴与桩体始终保持夹紧，避免桩体从夹嘴中掉落。

Description

一种打桩锤液压控制系统及打桩机

技术领域

本发明涉及打桩机技术领域，尤其涉及一种打桩锤液压控制系统及打桩机。

背景技术

振动打桩机主要是通过成熟的液压挖掘机改装而成，进行钢板桩以及水泥桩等各类桩的打桩和拔桩作业，广泛应用于铁路、公路、水利、港口、光伏和城建等工程项目的建设。

现有的振动打桩机打桩锤控制系统，除常规的挖掘机工作装置控制系统外，仅是在挖掘上加装一组液压电磁控制阀组，来简单的实现振动和夹嘴作业。无自动夹紧功能，在打桩和拔桩作业时有可能会发生由于油缸内泄而导致的桩体掉落的情况；另外没有回转功能，不能360°自由回转，导致液压管路很容易被拉断和损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种打桩锤液压控制系统及打桩机，以解决现有技术中存在的在打桩和拔桩作业时桩体有可能掉落的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种打桩锤液压控制系统，包括：

液压泵和执行元件，所述液压泵用于向所述执行元件供油，所述执行元件包括振动马达和夹嘴油缸；

主控制阀和打桩控制阀组，所述打桩控制阀组包括振动电磁阀、夹嘴电磁换向阀和自动夹紧电磁阀，所述主控制阀的进油口与所述液压泵的出油口连通，所述主控制阀的第一工作油口与所述振动电磁阀的进油口连通，所述振动电磁阀的出油口与所述振动马达的第一油口以及所述自动夹紧电磁阀的进油口连通，所述自动夹紧电磁阀的出油口与所述夹嘴油缸的无杆腔连通；所述主控制阀的第一工作油口还与所述夹嘴电磁换向阀的进油口连通，所述夹嘴电磁换向阀的第一工作油口与所述夹嘴油缸的无杆腔连通，所述夹嘴油缸的有杆腔与所述夹嘴电磁换向阀的第二工作油口连通；所述振动马达的第二油口以及所述夹嘴电磁换向阀的回油口合流后与所述主控制阀的第二工作油口连通，所述主控制阀的回油口与油箱连通。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述执行元件还包括回转马达，所述打桩控制阀组还包括回转电磁换向阀，所述回转电磁换向阀的进油口与所述主控制阀第一工作油口连通，所述回转电磁换向阀的第一工作油口与所述回转马达的第一油口连通，所述回转马达的第二油口与所述回转电磁换向阀的第二工作油口连通，所述回转电磁换向阀的回油口与所述振动马达的第二油口以及所述夹嘴电磁换向阀的回油口合流后与所述主控制阀的第二工作油口连通。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述振动电磁阀、回转电磁换向阀、夹嘴电磁换向阀和自动夹紧电磁阀均与整车控制器电连接，所述打桩锤液压控制系统还包括与所述整车控制器电连接的回转控制手柄、夹嘴控制手柄、振动控制开关和自动夹紧控制开关，所述回转控制手柄用于控制所述回转电磁换向阀，所述夹嘴控制手柄用于控制所述夹嘴电磁换向阀，所述振动控制开关用于控制所述振动电磁阀，所述自动夹紧控制开关用于控制所述自动夹紧电磁阀。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述液压泵的出油口设置有压力传感器，所述压力传感器与所述整车控制器电连接。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述打桩控制阀组还包括定差减压阀，所述定差减压阀设置于所述主控制阀的第一工作油口与所述回转电磁换向阀的进油口之间的连通管路上。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述打桩控制阀组还包括第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述主控制阀的第一工作油口连通，所述第一单向阀的出油口与所述振动电磁阀的进油口、所述回转电磁换向阀的进油口以及所述夹嘴电磁换向阀的进油口均连通。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述打桩控制阀组还包括第二单向阀，所述第二单向阀设置于所述振动马达的第一油口与第二油口之间，且所述第二单向阀被配置为由所述振动马达的第二油口至第一油口方向单向导通。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述打桩控制阀组还包括第三单向阀，所述第三单向阀的进油口与所述自动夹紧电磁阀的出油口连通，所述第三单向阀的出油口与所述夹嘴油缸的无杆腔连通。

作为打桩锤液压控制系统的优选技术方案，所述打桩控制阀组还包括溢流阀，所述溢流阀的进油口与所述主控制阀的第一工作油口连通，所述溢流阀的出油口与所述主控制阀的第二工作油口连通。

一种打桩机，包括如上任一方案中所述的打桩锤液压控制系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的打桩锤液压控制系统，通过在振动电磁阀的出油口以及夹嘴油缸的无杆腔之间设置连通管路，并在该连通管路上设置自动夹紧电磁阀，能够使得在振动马达工作的过程中，油液同时经主控制阀、振动电磁阀以及自动夹紧电磁阀流入夹嘴油缸的无杆腔，使夹嘴与桩体始终保持夹紧，避免振动过程中由于油缸出现内泄而导致桩体从夹嘴中掉落。另外通过设置回转马达和回转电磁换向阀，能够在振动马达工作的过程中，根据作业情况控制回转电磁换向阀的得电情况，使回转电磁换向阀的左位或右位接入，以使回转马达正转或反转，从而对桩体进行回转调节，以避免液压管路被拉断和损伤，且能够提高作业效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的打桩锤液压控制系统的原理示意图。

图中：

1、液压泵；2、主控制阀；3、打桩控制阀组；31、溢流阀；32、第一单向阀；33、振动电磁阀；34、第二单向阀；35、定差减压阀；36、回转电磁换向阀；37、夹嘴电磁换向阀；38、自动夹紧电磁阀；39、第三单向阀；4、振动马达；5、回转马达；6、夹嘴油缸；7、液压锁；8、整车控制器；9、回转控制手柄；10、夹嘴控制手柄；11、振动控制开关；12、自动夹紧控制开关；13、压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本发明提供一种打桩锤液压控制系统，包括液压泵1、执行元件、主控制阀2和打桩控制阀组3。在本实施例中，液压泵1为变量柱塞泵，液压泵1用于向执行元件供油，执行元件包括振动马达4、回转马达5和夹嘴油缸6。打桩控制阀组3包括振动电磁阀33、回转电磁换向阀36、夹嘴电磁换向阀37和自动夹紧电磁阀38，主控制阀2的进油口与液压泵1的出油口连通，主控制阀2的第一工作油口与振动电磁阀33的进油口连通，振动电磁阀33的出油口与振动马达4的第一油口A1以及自动夹紧电磁阀38的进油口连通，自动夹紧电磁阀38的出油口与夹嘴油缸6的无杆腔连通；主控制阀2第一工作油口还与回转电磁换向阀的进油口连通，回转电磁换向阀36的第一工作油口与回转马达5的第一油口A2连通，回转马达5的第二油口B2与回转电磁换向阀36的第二工作油口连通；主控制阀2的第一工作油口还与夹嘴电磁换向阀37的进油口连通，夹嘴电磁换向阀37的第一工作油口与夹嘴油缸6的无杆腔A3连通，夹嘴油缸6的有杆腔B3与夹嘴电磁换向阀37的第二工作油口连通；振动马达4的第二油口B1、回转电磁换向阀36的回油口以及夹嘴电磁换向阀37的回油口合流后与主控制阀2的第二工作油口连通，主控制阀2的回油口与油箱连通。优选地，主控制阀2为二位四通电磁阀，振动电磁阀33和自动夹紧电磁阀38为二位二通电磁阀，回转电磁换向阀36和夹嘴电磁换向阀37为三位四通电磁换向阀。

本实施例提供的打桩锤液压控制系统的打桩和拔桩过程如下：

首先，控制主控制阀2的D0电磁铁以及夹嘴电磁换向阀37的D4电磁铁得电，使主控制阀2和夹嘴电磁换向阀37均左位接入，从而使油液流入夹嘴油缸6的无杆腔，使夹嘴夹紧桩体。

然后，控制振动电磁阀33的D1电磁铁得电，同时控制夹嘴电磁换向阀37断电回归中位，从而使油液经主控制阀2和振动电磁阀33流入振动马达4，振动马达4带动偏心轮高速旋转产生激振力，该激振力传递给桩体，致使桩体周围的土体结构因振动发生液化，从而将桩体沉入土中或从土中拔起；在振动马达4工作的过程中，油液同时经主控制阀2、振动电磁阀33以及自动夹紧电磁阀38流入夹嘴油缸6的无杆腔，使夹嘴与桩体始终保持夹紧，避免振动过程中由于油缸出现内泄而导致桩体从夹嘴中掉落。此外，在振动马达4工作的过程中，可根据作业情况控制回转电磁换向阀36的D2电磁铁和D3电磁铁的得电情况，使回转电磁换向阀36的左位或右位接入，以使回转马达5正转或反转，从而对桩体进行回转调节，以避免液压管路被拉断和损伤，且能够提高作业效率。需要说明的是，在本实施例中，自动夹紧电磁阀38在断电时为接通状态，当然在其他实施例中也可以是得电时为接通状态，具体可根据实际情况进行设置，在此不作过多限制。

进一步地，振动电磁阀33、回转电磁换向阀36、夹嘴电磁换向阀37和自动夹紧电磁阀38均与整车控制器8电连接，打桩锤液压控制系统还包括与整车控制器8电连接的回转控制手柄9、夹嘴控制手柄10、振动控制开关11和自动夹紧控制开关12，回转控制手柄9用于控制回转电磁换向阀36，夹嘴控制手柄10用于控制夹嘴电磁换向阀37，振动控制开关11用于控制振动电磁阀33，自动夹紧控制开关12用于控制自动夹紧电磁阀38。回转控制手柄9、夹嘴控制手柄10、振动控制开关11和自动夹紧控制开关12均设置于打桩机的驾驶室内，便于驾驶员操作。

液压泵1的出油口设置有压力传感器13，压力传感器13与整车控制器8电连接。在打桩和拔桩作业过程中，压力传感器13实时采集液压泵1出油口的压力值，并将该压力值反馈给整车控制器8，整车控制器8内预先设定有振动马达4、回转马达5和夹嘴油缸6工作时的流量需求，整车控制器8根据振动马达4、回转马达5和夹嘴油缸6的动作情况及流量需求对液压泵1的斜盘摆角进行调整，实现了自动化供给液压油、自动实现流量匹配和功率调整的功能。

打桩控制阀组3还包括定差减压阀35，定差减压阀35设置于主控制阀2的第一工作油口与回转电磁换向阀36的进油口之间的连通管路上。定差减压阀35能够使进、出油口之间的压力差等于或近似于不变，可以对回转马达5的入口流量进控制，不受负载影响，同时因振动马达4所带动的偏心轮在工作，负载从大到小不断持续变化，压力也在不断波动，通过定差减压阀35可以避免振动马达4的压力波动对回转马达5的影响，使各执行动作更加平稳有序。

打桩控制阀组3还包括第一单向阀32，第一单向阀32的进油口与主控制阀2的第一工作油口连通，第一单向阀32的出油口与振动电磁阀33的进油口、回转电磁换向阀36的进油口以及夹嘴电磁换向阀37的进油口均连通。通过设置第一单向阀32，能够避免振动电磁阀33、回转电磁换向阀36以及夹嘴电磁换向阀37中的油液倒流。优选地，第一单向阀32的出油口与夹嘴电磁换向阀37的进油口之间还设置有节流孔。

打桩控制阀组3还包括第二单向阀34，第二单向阀34设置于振动马达4的第一油口与第二油口之间，且第二单向阀34被配置为由振动马达4的第二油口至第一油口方向单向导通。由于振动马达4旋转时惯性较大，且振动电磁阀33关闭又比较迅速，故振动马达4容易在振动电磁阀33关闭时发生吸空现象，通过设置第二单向阀34，能够在振动电磁阀33关闭时，由与振动马达4的第二油口连通的回油管路向振动马达4的第一油口及时补油，能够避免振动马达4吸空。

打桩控制阀组3还包括第三单向阀39，第三单向阀39的进油口与自动夹紧电磁阀38的出油口连通，第三单向阀39的出油口与夹嘴油缸6的无杆腔连通。通过设置第三单向阀39，能够避免夹嘴油缸6的无杆腔中的油液倒流。

打桩控制阀组3还包括溢流阀31，溢流阀31的进油口与主控制阀2的第一工作油口连通，溢流阀31的出油口与主控制阀2的第二工作油口连通。通过设置溢流阀31，可以起到高压溢流的作用，避免系统压力过大。

此外，打桩锤液压系统还包括液压锁7，液压锁7设置于打桩控制阀组3与夹嘴油缸6之间，液压锁7的第一油口与夹嘴电磁换向阀37的第一工作油口连通，液压锁7的第二油口与夹嘴油缸6的无杆腔连通，夹嘴油缸6的有杆腔与液压锁7的第三油口连通，液压锁7的第四油口与夹嘴电磁换向阀37的第二工作油口连通。液压锁7由两个液控单向阀组成，液压锁7的作用是互锁，即夹嘴电磁换向阀37位于中位时，夹嘴油缸6在两个液控单向阀的作用下左右腔处于静止状态。

本发明还一种打桩机，包括上述方案中的打桩锤液压控制系统。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种打桩锤液压控制系统，其特征在于，包括：

液压泵(1)和执行元件，所述液压泵(1)用于向所述执行元件供油，所述执行元件包括振动马达(4)和夹嘴油缸(6)；

主控制阀(2)和打桩控制阀组(3)，所述打桩控制阀组(3)包括振动电磁阀(33)、夹嘴电磁换向阀(37)和自动夹紧电磁阀(38)，所述主控制阀(2)的进油口与所述液压泵(1)的出油口连通，所述主控制阀(2)的第一工作油口与所述振动电磁阀(33)的进油口连通，所述振动电磁阀(33)的出油口与所述振动马达(4)的第一油口以及所述自动夹紧电磁阀(38)的进油口连通，所述自动夹紧电磁阀(38)的出油口与所述夹嘴油缸(6)的无杆腔连通；所述主控制阀(2)的第一工作油口还与所述夹嘴电磁换向阀(37)的进油口连通，所述夹嘴电磁换向阀(37)的第一工作油口与所述夹嘴油缸(6)的无杆腔连通，所述夹嘴油缸(6)的有杆腔与所述夹嘴电磁换向阀(37)的第二工作油口连通；所述振动马达(4)的第二油口以及所述夹嘴电磁换向阀(37)的回油口合流后与所述主控制阀(2)的第二工作油口连通，所述主控制阀(2)的回油口与油箱连通；

所述打桩控制阀组(3)还包括第二单向阀(34)，所述第二单向阀(34)设置于所述振动马达(4)的第一油口与第二油口之间，且所述第二单向阀(34)被配置为由所述振动马达(4)的第二油口至第一油口方向单向导通。

2.根据权利要求1所述的打桩锤液压控制系统，其特征在于，所述执行元件还包括回转马达(5)，所述打桩控制阀组(3)还包括回转电磁换向阀(36)，所述回转电磁换向阀(36)的进油口与所述主控制阀(2)第一工作油口连通，所述回转电磁换向阀(36)的第一工作油口与所述回转马达(5)的第一油口连通，所述回转马达(5)的第二油口与所述回转电磁换向阀(36)的第二工作油口连通，所述回转电磁换向阀(36)的回油口与所述振动马达(4)的第二油口以及所述夹嘴电磁换向阀(37)的回油口合流后与所述主控制阀(2)的第二工作油口连通。

3.根据权利要求2所述的打桩锤液压控制系统，其特征在于，所述振动电磁阀(33)、回转电磁换向阀(36)、夹嘴电磁换向阀(37)和自动夹紧电磁阀(38)均与整车控制器(8)电连接，所述打桩锤液压控制系统还包括与所述整车控制器(8)电连接的回转控制手柄(9)、夹嘴控制手柄(10)、振动控制开关(11)和自动夹紧控制开关(12)，所述回转控制手柄(9)用于控制所述回转电磁换向阀(36)，所述夹嘴控制手柄(10)用于控制所述夹嘴电磁换向阀(37)，所述振动控制开关(11)用于控制所述振动电磁阀(33)，所述自动夹紧控制开关(12)用于控制所述自动夹紧电磁阀(38)。

4.根据权利要求3所述的打桩锤液压控制系统，其特征在于，所述液压泵(1)的出油口设置有压力传感器(13)，所述压力传感器(13)与所述整车控制器(8)电连接。

5.根据权利要求2所述的打桩锤液压控制系统，其特征在于，所述打桩控制阀组(3)还包括定差减压阀(35)，所述定差减压阀(35)设置于所述主控制阀(2)的第一工作油口与所述回转电磁换向阀(36)的进油口之间的连通管路上。

6.根据权利要求2所述的打桩锤液压控制系统，其特征在于，所述打桩控制阀组(3)还包括第一单向阀(32)，所述第一单向阀(32)的进油口与所述主控制阀(2)的第一工作油口连通，所述第一单向阀(32)的出油口与所述振动电磁阀(33)的进油口、所述回转电磁换向阀(36)的进油口以及所述夹嘴电磁换向阀(37)的进油口均连通。

7.根据权利要求1-6任一项所述的打桩锤液压控制系统，其特征在于，所述打桩控制阀组(3)还包括第三单向阀(39)，所述第三单向阀(39)的进油口与所述自动夹紧电磁阀(38)的出油口连通，所述第三单向阀(39)的出油口与所述夹嘴油缸(6)的无杆腔连通。

8.根据权利要求1-6任一项所述的打桩锤液压控制系统，其特征在于，所述打桩控制阀组(3)还包括溢流阀(31)，所述溢流阀(31)的进油口与所述主控制阀(2)的第一工作油口连通，所述溢流阀(31)的出油口与所述主控制阀(2)的第二工作油口连通。

9.一种打桩机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的打桩锤液压控制系统。

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