摘 要

打桩船是用于水上打桩的工程船舶，也是水上施工作业中最常用的工程设备之一。一般在船舶主甲板的前部或顶部设有打桩桩架设备。

随着科技的发展，打桩船向着大型化逐渐发展，可是随着打桩船臂架越来越高，它的能源消耗就越来越高。因此设计一款高效节能的大型变幅液压系统和重要。

本文基于对负载敏感控制的液压系统的设计与分析，设计出一个负载敏感控制系统。在液压系统结构合理的情况下，设计出合理的控制原理以及对各部件进行合理的选用。确定初步的总体设计方案后，运用AutoCAD软件进行系统结构设计再对系统的总体方案进行计算、校核和优化，严格确保设备的性能。以此达到合理配置液压系统的驱动功率，提高系统的安全性和节约能源的目的。

关键词：负载敏感 ；电液比例减压阀；液压系统

Abstract

Piling ship is on the front of the main deck of the ship, or at the top of the pile fight equipment, used for water piling engineering ships. It is one of the most commonly used engineering equipment in water construction.

With the development of science and technology, piling ship towards large-scale development gradually, but along with the boom of piling barge is higher and higher, its energy consumption is higher and higher. So design a high efficiency and energy saving of hydraulic system of large amplitude and important.

In this paper, based on the hydraulic system of load sensitive control design and analysis, design a load sensitive control system. Under the condition of the hydraulic system structure is reasonable, design a reasonable control principle and the choice of the components in a reasonable manner. Determine the overall design scheme of preliminary, using AutoCAD software system structure design and the overall scheme of the system to calculate, checking and optimization, strictly to ensure the performance of the equipment. To achieve rational allocation of the drive power of the hydraulic system, improve the safety of the system and the purpose of saving energy.

Key Words: load sensitive; Electro-hydraulic proportional pressure reducing valve; The hydraulic system

目 录

1绪论 1

1.1打桩船变幅系统概述 1

1.2国内外发展情况 2

1.3选题的背景及意义 3

1.4研究目的及技术路线 3

1.5本章小结 3

2设计要求 4

2.1设计的要求及参数 4

2.2液压系统的工况分析 4

2.3本章小结 5

3设计的准备工作 6

3.1选择系统类型 6

3.2选择液压泵类型 6

3.3选择调压方式 8

3.4选择调速方式 8

3.5系统原理图的拟定 9

3.6本章小结 11

4液压系统的主要参数 12

4.1初选系统的工作压力 12

4.2液压缸的设计计算 12

4.3泵的计算 14

4.4液压控制阀的选型 15

4.5蓄能器的选择 16

4.6管道尺寸 16

4.7油箱容量 17

4.8本章小结 17

5液压系统的性能验算 18

5.1校核回路中的压力损失 18

5.2系统的效率计算 19

5.3系统发热计算和温升计算 20

5.4液压冲击计算 21

5.5本章小结 22

6设计液压装置 23

6.1液压装置总体布局 23

6.2液压阀的配置形式 24

6.3集成块的设计 25

6.4本章小结 26

7经济性分析 27

8展望 28

9小结 29

参考文献 30

致谢 32

1绪论

打桩船是用于水上打桩的工程船舶，也是水上施工作业中最常用的工程设备之一。一般在船舶主甲板的前部或顶部设有打桩桩架设备。

打桩船大致结构布置如图1-1 所示。

1 .桩柱　2 .桩柱变幅液压缸　3.液压抱桩机械手

4 .桩架组合体　5 .起桩吊钩组合体　6.桩锤　7 .吊桩缆绳

图1-1 　打桩船结构

1.1打桩船变幅系统概述

按照变幅时的要求,打桩船不仅要能够实现打直桩，还能够实现打斜桩。桩架的摆动若以导板垂直位置为基准, 则应能最大前倾30°和后仰15°, 并且还可以在这区间的任何位置较长时间地停留, 其摆动轨迹如图1-2 所示。

图1-2　桩架摆动轨迹

为满足打不同角度桩的要求，打桩船桩架要进行变幅。原有打桩船上的桩架变幅动作是由机械滑轮组牵引来完成，其变幅角度不容易精确控制，工人劳动强度大，且效率低。因此，由液压控制系统取代传统机械滑轮组成为打桩船变幅技术发展的新趋势。采用液压控制系统的桩架变幅机构可省去升降桩架的辅助工作, 调整桩架角度方便, 工作效率大大提高，且具有结构轻便、工作平稳、安全可靠的优点。用液压控制系统的打桩船变幅系统，打桩船的自动化程度大大的提高了。

而打桩船液压控制系统的操作性能如何, 将直接影响到施工作业的实效。因此变幅系统对液压控制有着很高的要求：响应要迅速，反应要灵敏，最重要的是安全。所以设计出一个很好的液压变幅系统很困难。

1.2国内外发展情况

现在的打桩船一般注重打桩锤的发展而忽视了变幅系统的发展，导致现在新型的打桩船研究重心一般在液压打桩锤上。

（1）国外的发展情况