液压式强夯机倾翻问题分析及解决方法.pdf

液压式强夯机倾翻问题分析及解决方法 马永 杰 赵霞 1福田汽车雷萨起重机分公司 北京1 0 1 4 0 0 2同济大学电子与信息工程学院上海2 0 0 0 9 2 摘要目前市场上的强夯机主要是部分改装机、代用强夯机以及机械式强夯机，一般没有安全性控制措 施 ，只能完成基本的作业工况。国内专业的生产厂家在安全性方面正在积极探索，希望早 E t 突破关键技术。本 文主要介绍与分析液压式强夯机的倾翻原因并从控制上提出防倾翻的解决方案。 关键词 液压式强夯机 ；倾翻 ；控制 中图分类号 U 4 1 5 ． 5 3 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 2 1 1 0 1 0 1 0 2 Abs t r ac tThe s t r o n g t a mp i n g ma c hi n e s i n c u r r e n t ma r k e t a r e g e ne r a l l y pa r t l y mo d i f i c a t i o n ma c hi ne s ， s ub s t i t u t e ma c h i n e s a n d me c h a n i c a l ma c h i n e s ， w h i c h a r e l a c k o f s a f e t y c o n t r o l me a s u r e s a n d o n l y c a n p e rfo r m b a s i c o p e r a t i o n s ． Do me s t i c s p e c i a l i z e d ma n u f a c t u r e r s a r e a c t i v e l y s t u d y i n g s afe t y i s s u e t o l o o k f o r w a r d t o k e y t e c h n o l o g y b r e a k t h r o u g h a s s o o n a s po s s i b l e ． The pa p e r ma i nl y i n t r o du c e s a n d a n a l y z e s t i p pi n g c a u s e s o f t h e h y dr a ul i c s t r o n g t a mp i n g ma c h i n e a n d p ut s for w a r d s o l u t i o n s f o r a n t i - t i p p i n g ． Ke ywor ds h y d r a ul i c s t r o ng t a mp i ng ma c h i n e；t i p pi ng； c o n t r o l 强夯 机是用于地基夯实 的一 种机械设备 ，主 要组成部分有 臂架装 置 、工 作平 台、下车行 走 装置 、动力系统 、液压系统 、电气 系统 。液压 履 带式强夯机 属于 吊重锤击式工作方式 ，主要进 行 频繁的起 升和脱 钩动作。 目前 市场上绝大部 分强 夯机都是 由施 工企业 自行改装 的，计 算分析不 到 位 ，生产加工不专业 ，因此安全性差 、故障率高。 专业的强夯生产 厂家的主要控制 系统都 在研究探 索阶段 ，关键技术 以及安全性 控制技术 尚在 不断 进行研究 ，根据 目前强夯 的使用 情况 以及作业 性 能 ，安全性 问题表现 突出 ，尤其是 强夯 的重 大倾 翻事故时有发生。 1液 压 式 强 夯 机 带夯 锤 落 钩 安 全 性 问题 分析 1 ． 1 强夯的基本动作 强夯机的强夯作 业主要进行重锤 的起 升与脱 钩动作 ，借助重锤 的 自由落体夯 实地基 ，目前 市 场上主要强夯机生产 厂家的产品都采用 这种 工作 方式。为提高工作效率 ，在 重锤落地后 ，卷扬 吊 钩一般做 自由落钩 的动作下 降到重 锤上方 ，为下 次起升做 准备 ，所 以卷扬 自由落钩的动作是 其最 主要的动作 ，同时也是 最容 易发 生 问题 的动作 ， 主要危险来 自于 1 在 重锤没有脱 钩的情况 下， 起重运输机械 2 0 1 2 1 1 起动 自由落钩并在下落过程 中进行空 中制动 ，突 然制动加载对于整机结构必 然产生冲击 ，从 而很 容易引起整机的倾翻事故。2 自由落钩的制动控 制不适 当，造成在 空 中制动 的现象 ，也容易造成 重大安全事 故。所 以 ，对 于控制系统来说 ， A由 落钩 的控制安全性是其系统设计时应首先 考虑 的 问题 ，如果 发生带重载 自由落 钩，且下落过程 中 制动 ，很可能发生机毁人亡的重大安全事故。 1 ． 2 强夯 自由落钩工作原理 主卷扬 自由落 钩控 制系统液压原 理如 图 1所 示 ，自由落钩起动与停止由离合器 电磁 阀 Y V 2 1和 自由落钩脚踏 阀 L D ZO 1 控制主卷扬马达 的内 部制动器共同控 制完成 ，主要是动作 的起动 和 停止的控制 。 自由落钩起动过程 1 利用操 作 开关 打开离合 器 电磁 阀 Y V 2 1 ， 使主卷扬马达离合器打开 ，为动作做好准备 ； 2 脚踩 自由落钩脚踏阀 L D Z O 1 ，打开马达 制动器 ，由于吊钩的 自重作用 ，吊钩会起动 自由 落钩动作 。 自由落钩停止过程 1 脚踩 自由落钩脚踏 阀 L D Z O 1 ，关闭马达 制动器 ，此时马达 制动 ，从 而卷筒停止 动作 ，自 由落钩动作结束 ，准备下个循环的动作。 一 1 01 2 利用 操作开关 关 闭离合器 电磁 阀 Y V 2 1 ， 使主卷扬马达离合器关闭 ，退出自由落钩状态。 从上面的分析可知带重载下落并在 空中制动 是主要的安全问题 ，需要在控制手段上完善。 A 图 1 主卷扬 自由落钩液压控制原理 2 强夯机 防倾翻解决方案 方案 的主要控制点在 于添加检测装 置 ，检测 重物情况 ，从而决定是否起动 自由落 钩动作 ，从 源头上解决安全隐患 ，这样在停止时不会有重载 ， 避免倾翻的发生。 目前一般 的检测重物 的方式是 在变幅拉板上添加销轴传 感器。根据机构安装情 况 ，进行传感器的选择 ，并进行控制程序 的更改。 更改后 自由落钩起动过程如下 1 首先判断载荷情况 ，如果载荷小于某一设 定值 ，才能打开离合器电磁 阀 Y V 2 1 ，使主卷扬 马 达离合器打开 ，为动作做好 准备 ，即离合器 电磁 阀 Y V 2 1 打开条件 中增加 限制条件 ； 2 脚踩 自由落钩脚踏阀 L D Z一 0 1 ，打开马达 制动器 。此 时由于吊钩 的 自重作 用，吊钩会起动 自由落钩动作。 具体的动作实现流程如图 2 ，程序见图 3 。 图 3中I B f r e e f a l l p e r mi t s w i t c h为 自由落钩打开／ 关闭开关信号；I B f r e e f a l l s t ar t s w i t c h为 自由落钩起动开关信号 来 自检测 自由落钩脚踏阀 L D Z一 0 1的状态 ；G WB o o m 一 1 02 一 l 程序初始化 l } l 判断载荷情况 } T厂 一 载 荷 值 设 定值卜 ] ， 』 』 自由落钩离合器电磁阀 自由落钩离合器电磁阀 Y V 2 1 得电 YV 2 1 不得电 } 自由落钩动作可 以起动 自由落钩动作不可以起 I B f r e e f a l l a r t B f r e ef a l l e nni t 图 2自由落钩起动流程图 f r e e f a l l 图 3 自由落钩起动程序 一P u l l 为载荷传感器信号值 ，检测夯锤的有无 ；O B f r e e f a l l c l u t h v a l u e为主卷扬马达离合器 电磁阀 Y V 2 1 。离合 器电磁 阀 Y V 2 1得 电条件 自 由落钩允许操作开关打开 液压系统有控制压力 脚踩下一次 自由落 钩脚 踏阀 L D Z一0 1 载荷 传感器信号值 1 2 即载荷小于 1 ． 2 t ，可根据具 体夯锤进行更改 。 这样就从源头上解决了带夯锤下落的可能性 ， 此系统在本公司强夯机上经试验检测 ，运行稳定。 3 结束语 液压履带式 强夯机在 国内发展 时间不长 ，还 处在技术 的探 索研究 阶段 ，推 出市场 的设备也 或 多或少存 在设计 问题 与安全性 问题 。本文介绍 的 防倾翻方案经过实践检验可 以作为液压式强夯机 防倾翻技术 的一种有效 措施。 目前强夯机市场 面 临巨大的机遇与挑战 ，机 遇是 市场基础 良好 ，挑 战为如何 突破关键 技术 ，设计 出真正适合强夯作 业工况的专业强夯机。 参考文献 [ 1 ]王锡良，水伟厚 ，吴延炜 ．强夯机的发展与应用现状 [ J ] ．工程机械 ，2 0 0 4 O 6 3 1 3 5 ． 作 者 马永杰 地 址 北京市怀柔 区迎宾 中路 3 0号 邮 编 1 0 1 4 0 0 收稿 日期 2 0 1 2 0 21 6 起重运输机械 2 0 1 2 1 1