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液压式强夯机倾翻问题分析及解决方法

文档作者：马永杰赵霞文档来源： 1福田汽车雷萨起重机分公司 2同济大学电子与信息工程学院上海200092		点击数：	更新时间： 2021年09月08日
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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 北京101400 2同济大学电子与信息工程学院上海200092
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Et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：U415．53 文献标识码：B 文章编号：1001—0785(2012)11—0101—02
Abstract：The strong tamping machines in current market are generally partly modification machines， substitute ma—
chines and mechanical machines， which are lack of safety control measures and only can perform basic opera—
tions．Domestic specialized manufacturers are actively studying safety issue to look forward to key technology breakthrough as
soon as possible．The paper mainly introduces and analyzes tipping causes of the hydraulic strong tamping machine and puts
forward solutions for anti-tipping．
Keywords： hydraulic strong tamping machine；tipping； control
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》 2012(11)
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YV21和
自由落钩脚踏阀LDZ—O1(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YV21，
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LDZ—O1，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LDZ—O1，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YV21，
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YV21，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YV21打开条件中增加限制条件；
2)脚踩自由落钩脚踏阀LDZ一01，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—free—fall—permit— switch为
自由落钩打开／关闭开关信号；I—B—free—fall—
start
— switch为自由落钩起动开关信号(来自检测
自由落钩脚踏阀LDZ一01的状态)；G—W—Boom
一102 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
YV21得电 YV21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 free fall art
B
— —
free
— +
fall~ ennit
图2 自由落钩起动流程图
free fall
图3 自由落钩起动程序
一Pull为载荷传感器信号值，检测夯锤的有无；O
— B— free— fall—
cluth— value为主卷扬马达离合器
电磁阀YV21。离合器电磁阀YV21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LDZ一01+ (载荷
传感器信号值<12(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，2004 (O6)：31—35．
作 者：马永杰
地 址：北京市怀柔区迎宾中路30号
邮 编：101400
收稿日期：2012—02—16
《起重运输机械》 2012(11)

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