打桩锤回转液压系统、打桩锤
阅读说明：本技术 打桩锤回转液压系统、打桩锤 (Pile hammer rotary hydraulic system and pile hammer ) 是由 高国军 石丽青 程星星 刘远敏 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及打桩锤,为解决现有打桩锤回转限位的问题；提供一种打桩锤回转液压系统和打桩锤,其中回转液压系统包括回转马达、回转控制阀,在回转马达的两工作油口之间连接有两个串联的限位阀,两限位阀处于常态位时限位阀向与其连接的回转马达工作油口方向单向导通,处于限位换向位时所述限位阀导通。在本发明中,当回转马达驱动打桩锤转动至预定角度时,对应的限位阀被触发换向,回转马达的进油端与出油端之间短路连接而停转。在本发明中,打桩锤的回转由液压系统进行限位,其结构简单可靠,不具有限位冲击。(The invention relates to a pile hammer, aiming at solving the problem of rotation limit of the existing pile hammer; the rotary hydraulic system comprises a rotary motor and a rotary control valve, wherein two limiting valves which are connected in series are connected between two working oil ports of the rotary motor, the limiting valves are in one-way conduction towards the working oil ports of the rotary motor connected with the limiting valves when the two limiting valves are in normal positions, and the limiting valves are in conduction when the two limiting valves are in limiting and reversing positions. In the invention, when the rotary motor drives the pile hammer to rotate to a preset angle, the corresponding limiting valve is triggered to change the direction, and the oil inlet end and the oil outlet end of the rotary motor are in short circuit connection to stop rotating. In the invention, the rotation of the pile driving hammer is limited by a hydraulic system, the structure is simple and reliable, and the pile driving hammer does not have limit impact.)
技术领域
本发明涉及一种打桩锤，更具体地说，涉及一种打桩锤回转液压系统、打桩锤。
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，进行钢板桩的打桩和拔桩、以及水泥桩等各类桩的打桩作业，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。
振动打桩锤控制系统是一种以液压油为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀组等附件，操纵控制振动马达、回转马达和夹嘴油缸来进行打桩和拔桩作业的装置。现有的振动打桩锤控制系统，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、回转和夹嘴开合作业。
振动打桩锤与工作装置前端的辅臂通过销轴连接，同时锤头通过七根液压管路与整机组成完整的液压控制系统，通过驾驶室内操作手的现场操作，操作装置会传输控制信号给相应的电磁阀工作，液压泵输出提供的高压油液流向两回转马达，回转马达旋转通过小齿轮与回转支承的啮合，驱动回转体使打桩锤能实现顺时针或逆时针方向的回转动作。
为了避免打桩锤的锤头作回转动作时纠缠拉扯到连接管路，现有的打桩锤上通常都安装机械限位装置，或者设置回转中心接头实现360°自由回转。在360°自由回转的方案中，由于振动马达的流量大，压力高对中间连接的回转接头冲击非常大，导致中间的回转接头故障率非常高，频繁出现漏油现象。另外360°自由回转的功能在打桩机上各不到充分利用，在实际生产过程中，锤头回转±150°的角度范围即可满足施工工况的要求。
对于机械结构限位方式，由于打桩锤头比较重，很容易碰撞变形。在机械限位时，因停止时阻力太大，马达油口处瞬间会达到很高的工作压力，对马达会有很大的冲击，马达油口端的溢流阀会自动打开进行溢流，保持一个恒定的高压力，此时马达还是会输出比较大的驱动扭矩，压力过高会导致回转马达容易损坏和缩短马达的使用寿命，溢流时还会带来液压的系统发热，使液压系统油温升高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有打桩锤回转限位的问题，而提供一种打桩锤回转液压系统和打桩锤，通过液压油路实现打桩锤回转限位。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种打桩锤回转液压系统，包括回转马达、与回转马达连接并控制其正反转的回转控制阀、与回转控制阀连接用于提供回转压力油的压力油源，其特征在于在回转马达的两工作油口之间连接有两个串联的限位阀，两所述限位阀处于常态位时限位阀向与其连接的回转马达工作油口方向单向导通，处于限位换向位时所述限位阀双向导通。在本发明中，当回转马达驱动打桩锤转动至预定角度时，对应的限位阀被触发换向而双向导通，驱动回转马达转动的液压油则通过被触发换向的限位阀和处于常态位的限位阀直接流至回转马达的另一工作油口，使回转马达的进油端建立不起压力，在外部负载情况下，马达和打桩锤头立刻会停止转动。当操控回转控制阀使回转马达反转时，回转马达的进油端和出油端互换，从回转控制阀输出的压力油不能通过处于常态的限位阀，回转马达在进油端建立压力而使回转马达转动。在本发明中，打桩锤的回转由液压系统进行限位，其结构简单可靠，不具有限位冲击。
上述打桩锤回转液压系统中，所述限位阀为两位两通阀。
上述打桩锤回转液压系统中，在回转马达的两工作油口之间连接有双向溢流阀。
上述打桩锤回转液压系统中，所述回转马达为两个且并联连接。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种打桩锤，包括回转连接架、通过回转支承转动安装于回转连接架上的回转体；其特征在于还包括权利要求1至4中任一项所述的打桩锤回转液压系统，所述回转马达安装在回转体上用于驱动回转体绕回转支承转动，两个所述限位阀固定安装在回转体上，所述回转连接架上固定安装有与限位阀的阀杆控制端触碰的限位触发部件，两个所述限位阀随回转体正转或反转至预定角度时对应限位阀的阀杆控制端与限位触发部件接触而使限位阀由常态位换向至限位换向位。
上述打桩锤中，所述回转体呈开口朝下的U字形，打桩锤的锤头安装在回转体下端开口处，所述回转连接架在回转体顶部与其转动连接。
上述打桩锤中，所述回转马达、限位阀安装在回转体内的顶部，所述回转连接架上具有伸入到回转体内部的中心轴，所述限位触发部件设置在所述中心轴的下端。
上述打桩锤中，所述限位触发部件是一端与中心轴固定连接而另一端是用于与限位阀的阀杆控制端接触的限位杆。
本发明与现有技术相比，本发明增加了液压回转限位功能，不会出现旋转过度而导致液压管路被拉断和损伤，提高整机可靠性，同时降低操作手的实际作业难度。
附图说明
图1是本发明打桩锤的结构示意图。
图2是本发明打桩锤的液压原理图。
图3是本发明打桩锤回转限位结构示意图。
图4是本发明打桩锤回转限位液压原理图。
图中零部件名称及序号：
副臂10、回转连接架11、回转体12、锤头13、管路14、液压泵21、主控阀22、打桩锤控制阀组23、振动马达控制阀231、回转控制阀232、夹嘴控制阀233、振动马达24、双向溢流阀25、左溢流阀251、右溢流阀252、左限位阀26、左回转马达27、右回转马达28、右限位阀29、夹嘴油缸30、操作装置31、中心轴32、锁紧螺母33、限位杆34。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
如图1所示，本实施例中的打桩锤包括副臂10、回转连接架11、回转体12、锤头13。副臂10的一端与挖掘机的斗杆连接，实现打桩锤在挖掘机上的安装，形成打桩机。副臂10的另一端与回转连接架11的上端连接。回转体12呈开口朝下的U字形，打桩锤的锤头13安装在回转体下端开口处，回转连接架11上设置有回转支承，在回转体顶部与回转体12转动连接。在回转体12上安装有左回转马达27和右回转马达28，用于驱动回转体12相对回转连接架11转动。打桩锤的锤头13安装在回转体12的下部，锤头13上设置有振动马达和夹嘴油缸，用于实现打桩锤的振动和夹嘴开合。
打桩锤的液压系统如图2所示，其包括主控阀22、打桩锤控制阀组23、震动马达23、夹嘴油缸30、回转驱动油路、压力油源等。打桩锤控制阀组23包括振动马达控制阀231、夹嘴控制阀233和回转控制阀232，振动马达控制阀231、夹嘴控制阀233和回转控制阀232以及主控阀22均为电磁阀，其电磁铁与操控装置31连接。振动马达控制阀231与震动马达24连接，用于控制振动马达24工作与否。夹嘴控制阀233与夹嘴油缸30连接，用于控制夹嘴油缸伸缩而控制夹嘴开合。回转控制阀232与回转马达连接，用于控制回转马达正转或反转。打桩锤控制阀组23的进油端通过主控阀22与压力油源连接，压力油源由挖掘机的液压泵21提供，主控阀22起到总阀的作用，在打桩锤不工作时关闭，避免误操作。
回转驱动油路、回转控制阀232和压力油源构成打桩锤回转液压系统。回转驱动油路包括回转马达、限位控制油路、双向溢流阀25构成。回转马达包括左回转马达27和右回转马达28，左回转马达27和右回转马达28并列连接。双向溢流阀25由左溢流阀251和右溢流阀252构成，左溢流阀251和右溢流阀252首尾相连(即其中一溢流阀的出油端与另一溢流阀进油端连接)后连接在回转马达的两工作油口之间。
如图4所示，限位控制油路由串联连接的两个限位阀构成。两限位阀均是两位两通阀，其处于常态时常态位时限位阀单向导通，处于换向位限位换向位时限位阀双向导通。两个限位阀分别是左限位阀26和右限位阀29，其中左限位阀26的AL口与回转马达的工作油口A2油口连接，左限位阀26的BL口与右限位阀29的BR口连接，右限位阀29的AR口与回转马达的工作油口B2油口连接。左限位阀26和右限位阀29处于常态位时，BL口向AL口单向导通，BR口向AR口单向导通，反向则截止。
如图3所示。左回转马达27和右回转马达28安装在回转体12内的顶部，左回转马达27和右回转马达28通过管路并联连接，左溢流阀251的进油端和出油端分别与左回转马达27的两工作油口连接，右溢流阀252的进油端和出油端分别与右回转马达28的两工作油口连接。
回转连接架11的下端具有中心轴32，中心轴32穿过回转体12的顶部延伸至回转体内，通过与螺母33配合实现回转连接架11与回转体12上下方向限位连接。在中心轴32上固定有限位杆34，回转马达驱动回转体12相对回转连接架12转动时，限位杆34则相对回转体12转动。
左限位阀26和右限位阀29固定在回转体12内的顶部，左限位阀26和右限位阀29的阀杆的控制端均凸出阀体。回转体12相对回转连接架11转动时，例如向左回转150度时，限位杆34与左限位阀26的阀杆控制端接触，推动左限位阀26的阀杆移动而使左限位阀26由常态位移动至限位换向位。同理右中位向右回转150度时，限位杆34与右限位阀29的阀杆控制端接触，推动右限位阀29的阀杆移动而使右限位阀29由常态位移动至限位换向位。在本实施例中，可以根据需要选择左限位阀26和右限位阀29的安装位置，从而限定回转体12相对回转连接架11转动的角度。
本实施例中，在振动打桩机进行压桩或拔桩作业时，需要时时调整振动锤头的摆放角度。驾驶室内操作手通过操作装置31，使主控阀22上D0电磁铁和打桩锤控制阀组23上的D2电磁铁同时得电，回转控制阀232左位工作，换向油路开启，液压泵21输出的液压油液从A2油口通过三通进入两回转马达，回转马达工作，带动回转体12进行顺时针旋转运动，安装在回转体12以及锤头13上的两限位阀及液压管路14一起绕中心轴32转动，当转动到150°位置时，左限位阀26上的外露活塞头(控制端)直接与限位杆34接触，在力的作用下，推动左限位阀26上的外露活塞并压缩弹簧，左限位阀26阀芯换向，即从常态位换向至限位换向位(单向阀模式切换到常通模式)，此时回转马达的两工作油口直接导通，回转马达被短路，受外部负载的影响两回转马达和回转体同步停止转动、有效的将角度限制在了150°的极限位置。
回转体12需要反向回转时，驾驶室内操作手通过操作装置发出操作信号，主控阀22上D0电磁铁和打桩锤控制阀组23上的D3电磁铁同时得电，回转控制阀右位工作，换向油路开启，液压泵21输出的液压油液从B2口通过三通进入两回转马达，回转马达工作，带动回转体12进行逆时针旋转运动，安装在回转体12上的两限位阀及液压管路14一起绕中心轴32转动，当转动到-150°位置时，右限位阀29上的外露活塞头直接与限位杆34接触，在力的作用下，推动右限位阀29上的外露活塞并压缩弹簧，右限位阀29阀芯换向，即从默认的单向阀模式切换到常通模式，此时回转马达的两工作油口直接导通，回转马达被短路，受外部负载的影响两个回转马达和回转体12同步停止转动、有效的将角度限制在了-150°的极限位置。
在本实施例中，主要是根据实际作业工况要求，以及作业安全性能，将打桩锤头的回转极限角度限制在±150°，限位结构采用机械与液压组合实现，操作方面，可实现在±150°内打桩锤头的自由回转功能。同时，当回转超过±150°时，通过液压回转限位装置进行回转限位，具有结构合理，成本低，安全可靠实用等优点，提高工作效率，大大降低整机故障率，避免出现因旋转过度而导致液压管路14被拉断和损伤。
在本实施例中，左右两个回转马达的油口上分别设计安装有双向溢流阀25，来限制回转马达的最高工作压力，保护回转马达，使打桩机锤头回转动作得到合理有效的控制，其运动平稳可靠，动作敏捷。