液压打桩锤的核心部件是环形阀组,由于环形阀组在工作过程中受力复杂,易于受到破坏,针对这一问题,对球墨铸铁和35CrMoV两种材料的环形阀组进行了有限元分析和模态分析。首先,针对环形阀组的三维实体模型,分析了其工作原理;然后,结合液压打桩锤的结构进行了仿真边界设定,采用ANSYS软件中的Workbench仿真平台,进行了3种不同工况下的静力学分析和不同材料的模态分析;最后,通过对比分析两种材料环形阀组的应力变形大小及共振频率特征,得出了不同材质和不同工况对环形阀组可靠性影响的规律。研究结果表明:环形阀组的结构强度可以满足使用要求,相比于球墨铸铁,35CrMoV材质的环形阀组变形量最多可减小0.04 mm,可靠性更高;由仿真得到环形阀组结构的薄弱位置,以及1000 Hz~1700 Hz的危险频率区间,这可为环形阀组后续的优化研究奠定基础。

针对某海上液压打桩锤的专用高品质组合式插装阀的动态响应性能有待优化的问题,对影响组合式插装阀动态响应特性的液阻因素进行了研究。首先,介绍了液压打桩锤的结构及液压系统工作原理,及液压系统中的液阻位置;然后,介绍了液阻理论,分析了阻尼对组合式插装阀动态响应影响的作用机理,建立了插装阀阀芯开启运动方程;最后,建立了组合式插装阀的仿真模型,以组合式插装阀动态响应时间最小为优化目标,通过调节液压桥路中阻尼孔大小,对液阻进行了参数化研究。研究结果表明:通过仿真模型,分析了液阻对组合式插装阀动态响应的影响,得出了插装阀的液阻选配方案最优阵列,在该选配方案阵列内,P阀、R阀、S阀的响应时间分别能够达到0.12 s、0.08 s、0.07 s;验证了液阻初值选择的合理性,为提高组合式插装阀动态响应特性提供了理论基础。

海上风电液压打桩锤过去长期以进口为主,价格比较昂贵,而且维护不便,成为制约我国海洋风力发电发展的瓶颈。液压打桩锤控制系统的好坏直接影响到打桩锤是否能够高效、稳定、安全的工作。基于此文章对液压打桩锤控制系统进行研究和开发,对其各部分结构,以及操作使用进行详细说明,为液压打桩锤系统的安装、使用和维护提供帮助。

作为海上风电建设的利器,大型液压打桩锤因优点众多,深受国内外施工单位青睐。国外大型液压打桩锤经过近百年发展,其性能和配套辅助工具比较完善,而国内在大型液压打桩锤的配套辅助工具特别是长距离柔性管束防护装置方面尚处于摸索阶段。文章通过开发设计长距离柔性管束的机械防护装置,使柔性管束在使用过程中得到保护,延长管束使用寿命。

液压打桩锤的蓄能器与常规蓄能器不同,其放置于液压打桩锤的腔体内部,对蓄能器充气时既要保证液压打桩锤充气气道无泄漏,还要求充气工具可以满足高压、快速、安全的功能,而常规的充气工具无法满足此工况要求,需要设计一种专用工具来满足液压打桩锤蓄能器充放气的功能。