高能级强夯机液压系统分析与设计

　　前言

　　强夯法是一种经济高效的地基处理方法，强夯技术对机械设备具有独特的要求。强夯机就是用于地基夯实的一种机械设备，它广泛应用在交通建设、开山填淤、填海工程以及机场、港口、仓库、大型储油罐等地基处理的工程建设中，是一种不可缺少的地基夯实机械设备。

　　一、强夯纲工作原理简介

　　强夯机是用起重设备反复将夯锤起吊到一定高度后，利用自动脱钩释放夯锤或带锤自由落下，给地基冲击能量使基础密实的一种工程机械，其结构由履带行走机构、车架、转台及臂架系统组成，行走、回转、变幅机构采用液压传动而卷扬机构采用机械传动。

　　其工作原理是利用夯锤对地基强大的冲击能量使土中出现冲击波和冲击应力，使土体孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道。孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基的强度，降低压缩性，改善其抵抗振（震）动液化能力，消除湿陷性。

　　二、强夯机液压系统原理分析及主要元件计算选型

　　履带式高能级强夯机由行走、回转、变幅、卷扬等四大工作机构组成，起重墙面三个机构由液压驱动，卷扬机构由机械传动。

　　2.1 行走液压回路及行走马达的计算选型

　　该型强夯机要求左、右履带独立驱动并实现正反转，因此使用单独的回路驱动左右马达。压力油接通液控三位三通换向阀，通过单向阀进入马达后再通过三位三通阀流回油箱，并使用了缓冲回路。由于履带式强夯机行走时马达转动惯量很大，在启动、制动时会引起很大的液压冲击。液压冲击会使整个液压系统和元件产生振动和噪音，甚至破坏。履带式强夯机行走机构的缓冲回路就是利用缓冲阀使液压马达高压腔的油液超过一定压力时获得出路，如图1所示。

　　行走马达正反转用以实现履带的正反行走，采用A2EF160/61WVZL181内藏式定量马达。该马达的安装法兰设计在壳体中间，这种结构允许马达几乎完全装进机械齿轮箱，从而提供一个十分紧凑的部件。该型马达排量为160mL，公称压力可达40MPa，排量计算：

　　式中，Tm为单边行走马达所要克服的最大阻力矩；pm为工作压力；em为行走马达机械效率。代入相关参数进行计算，马达最大排量为160.53mL/r。

　　2.2 回转液压回路及回转马达的计算选型

　　回转回路使吊臂回转，实现夯锤水平移动。该回路使用双向变量马达作为执行元件，为了减少液压冲击也使用了缓冲装置。