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摘要
本次設(shè)計(jì)是YZY全液壓靜壓樁機(jī)的電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。其主要分為以下幾大部分：液壓泵1、2和吊機(jī)的電器控制。電器系統(tǒng)要為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，對電機(jī)進(jìn)行控制。因?yàn)閴簶稒C(jī)是工程機(jī)械，不論白天晚上，都要能保證其工作，所以電器系統(tǒng)要為駕駛室及工作區(qū)提供照明。為了使駕駛室環(huán)境的舒適，電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到吹風(fēng)以及為整個(gè)系統(tǒng)提供報(bào)警等。設(shè)計(jì)時(shí)通過參觀實(shí)習(xí)，并閱讀大量資料，理論結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)出了壓樁機(jī)的電器控制系統(tǒng)，基本上符合設(shè)備的要求。
關(guān)鍵詞：YZY全液壓靜壓樁機(jī) 電器控制
Summary
Key Words : pile pressing - in machine electrical control systerm
This time my project is design of electrical control systerm of entirely hydraulic pressure static force pile pressing - in machine. It is divided into primarily several big parts: electrical control systerm of hydraulic pump one and two and derrick .The electrical control systerm must offering motivity for hydraulic system. Because pile pressing - in machine is construction machinery and equipment , No mater day and night ,it must can guarantee its work, electrical control systerm should offering illuminate for bridge house and work area. For making environmental comfort in bridge house, Still want when electric appliances system design in consideration of blow the breeze and the warning of total control of your System. While designing. I visited some place and looked some machine , and read a large quantity of data ,combine the theories and actual ,I have designed the electrical control systerm .It is basic to ascend the request of the equipments.
目錄
1. 概述 ………………………………………………………………. ………（4）
1.1 樁工機(jī)械產(chǎn)生的必要條件 ………………………………………...（4）
1.2 樁工機(jī)械的發(fā)展簡述 ……………………………………………. （4）
1.3 部分YZY系列靜力壓樁機(jī)主要組成 ……………………………..（5）
1.4 靜力壓樁機(jī)的主要特點(diǎn) …………………………………………….（5）
1.5 靜力壓樁機(jī)的使用，操作要點(diǎn) ……………………………………（5）
1．5．1 靜力壓樁機(jī)的安裝 ……………………………………………….( 5 )
1．5．2．靜力壓樁機(jī)的作業(yè)要點(diǎn) …………………………………………（6）
1.6 壓樁機(jī)的控制系統(tǒng) ………………………………………………….（7）
2. YZY400靜壓樁機(jī)電器及控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ……………………………..（8）
2.1 電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)與總成 ……………………………………（8）
2．2．1 電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………..（8）
2．2．2 吊機(jī)的選擇 …………………………………………………….（8）
2.2 電動(dòng)機(jī)及吊機(jī)選擇 ………………………………………………….（8）
2.3 控制元件的選擇 ……..……………………………………………….（9）
2.4 電機(jī)控制回路 ……………………………………………………….（16）
3. 照明及駕駛室線路系統(tǒng) …………………………………………………...（17）
3.1 照明及吹風(fēng) ………………………………………………………..（17）
3.2 其它元件的選擇 ……………………………………………………（18）
3.2.1 旋轉(zhuǎn)開關(guān) …………………………………………………………..（18）
3.2.2 變壓器 ………………………………………………………………（18）
3.3 報(bào)警裝置 ……………………………………………………………..（19）
3.3.1 斷電報(bào)警 ……………………………………………………………（19）
3.3.2 油泵濾油器堵塞報(bào)警 ………………………………………………（19）
3.3.3 報(bào)警裝置常見故障 …………………………………………………...（21）
3.4 駕駛室布局 ………………………………………………………….（21）
4. ZY16型壓樁吊 ……………………………………………………………( 23 )
4.1 概述 ………………………………………………………………( 23 )
4.2 技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………...(24)
4.3 起重機(jī)起重作業(yè)部分的主要結(jié)構(gòu)原理及操縱……………….. …….(26)
4.3.1 起升機(jī)構(gòu)…………………………………………………………...(26)
4.3.2 起升機(jī)構(gòu)的操縱方法……………………………………………...(27)
4.3.3 吊臂變幅機(jī)構(gòu) ………………………………………………….....(27)
4.3.4 吊臂變幅機(jī)構(gòu)操縱方法 ………………………………………….(27)
4.3.5 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的操縱方法 ………………………………………….....(28)
4.3.6 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的操縱方法 …………………………………………….(28)
4.3.7 電氣系統(tǒng) ……………………………………………………….....(29)
4.3.8 中心回轉(zhuǎn)接頭 ……………………………………………………… (29)
4.4 安全裝置系統(tǒng) ..........................................(30)
4.5 起重機(jī)的操作事項(xiàng) ……………………………………………..…..(30)
4.5.1 起重機(jī)的操縱裝置及儀表 ……………………………………....(30)
4.5.2 作業(yè)時(shí)注意事項(xiàng) ………………………………………………....(30)
4.6 起重機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng) …………………………………………….…...(31)
4.7 起重機(jī)的一般故障及排除方法……………………………………......(31)
結(jié)束語 … ……………………………………………………………………….（34）
致謝 ……………………………………………………………………………（35）
參考書目 ………………………………………………………………………..（36）
1. 概述
1.1 樁工機(jī)械產(chǎn)生的必要條件
建筑物的全部載荷都要通過基礎(chǔ)傳給地基。具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性的基礎(chǔ)，才能保證建筑物的安全和正常使用。根據(jù)地基的地質(zhì)、地形、水文等特點(diǎn)，建筑物的基礎(chǔ)大體上可分為直接基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)等，其中樁基礎(chǔ)是基礎(chǔ)工程中應(yīng)用員廣泛，發(fā)展最迅速的一種基礎(chǔ)形式。這是因?yàn)闃痘A(chǔ)比其他形式的基礎(chǔ)具有承載力高，適應(yīng)性強(qiáng)，沉降量小，抗震性能好，以及施工方便等優(yōu)點(diǎn)。加之土地使用日趨緊張的情況廠，一些工廠、房屋或其他設(shè)施，不得不建造在海邊、河灘等軟弱的地基上。此外，修建海上井臺(tái)、大型港口和深水碼頭、高速公路和鐵路，橋梁也都對樁基校的發(fā)展提出了新的課題。另一方面，由于樁工機(jī)械性能不斷改善，品種、型號(hào)增多，又為樁基礎(chǔ)的發(fā)展提供了有利條件。當(dāng)前，樁基礎(chǔ)正在向大型化方向發(fā)展，教大型的樁直徑達(dá)2—3m，極限承載能力達(dá)20 x l0* 3 kN左右。樁工機(jī)械是用來完成預(yù)制樁的打人、沉入、壓入、拔出或灌柱樁的成孔等作業(yè)的機(jī)械。
1．2 樁工機(jī)械的發(fā)展簡述
解放前，我國沒有自制樁工機(jī)械，建國初期基本建設(shè)的基礎(chǔ)施工全部使用舊中國從國外進(jìn)口遺留下的蒸氣打樁機(jī)和笨重的自由落錘，樁工機(jī)械和施工方法都非常落后?！耙弧の濉逼陂g，由于一些重點(diǎn)工程需要，開始測繪仿制國外3~10t單作用和雙作用蒸氣打樁機(jī)。至20世紀(jì)60年代初期，開始組建樁工機(jī)械制造行業(yè)和專業(yè)研究室。從此開始我國自行研制樁工機(jī)械的發(fā)展時(shí)期。從20世紀(jì)60年代中到70年代末15年間，樁工機(jī)械制造行業(yè)逐步發(fā)展壯大。近十多年來，由于石油工程及橋梁工程的需要，大型振動(dòng)樁錘有了新的發(fā)展，如DZJ系列振動(dòng)樁錘，最大激振力達(dá)1800KN，電機(jī)功率為240KN，起動(dòng)力矩為0，對電網(wǎng)的沖擊很小。國外振動(dòng)樁錘主要向液壓振動(dòng)樁錘的方向發(fā)展，如美國的ICE系列，德國的MGF系列。液壓振動(dòng)樁錘可以改變振動(dòng)頻率，可使振錘適應(yīng)樁-土壤體系的振動(dòng)頻率，使樁與土壤產(chǎn)生共振，加大力幅，使沉樁速度加快。用柴油錘和振動(dòng)樁錘沉樁會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的噪聲，在城市居民密集區(qū)施工時(shí)對環(huán)境影響極大。近年來，液壓錘和靜壓樁機(jī)悄然興起，靜壓樁機(jī)使用液壓油頂，將樁壓入土中，工作過程基本無噪聲。最近常用于大城市中心地區(qū)沉樁作業(yè)。國內(nèi)目前最大的靜壓樁機(jī)為上海生產(chǎn)的6000KN靜壓樁機(jī)。隨著新技術(shù)，新設(shè)備的發(fā)展，就地灌注樁最近幾十年得到了飛速發(fā)展，灌注樁的成孔有擠土和取土兩種方法。目前應(yīng)用較廣的反循環(huán)鉆機(jī)，套管鉆機(jī)，回轉(zhuǎn)斗鉆機(jī)，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，潛水鉆機(jī)，潛水沖擊錘等。另一類就地灌注樁是穩(wěn)定液施工法的就地灌注樁，這類樁的成孔機(jī)械為回轉(zhuǎn)斗與端螺旋鉆。靜力壓樁機(jī)是以壓樁機(jī)的自重克服沉樁過程中的阻力，當(dāng)靜壓力超過樁周上的摩阻力時(shí)，樁就沿著壓梁的軸線方向下沉，靜力壓樁具有無振動(dòng)、無噪聲的特點(diǎn)，適用于高壓縮性的粘土或砂性較輕的亞粘上：層中，在人口密集的居民點(diǎn)、城市地區(qū)尤為適宜。
1．3 部分YZY系列靜力壓樁機(jī)主要組成
YZY系列靜力壓樁機(jī)主要由夾持機(jī)構(gòu)、底盤平臺(tái)、橫向行走及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、縱向行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等部分組成。
1．4 靜力壓樁機(jī)的主要特點(diǎn)
1)壓樁機(jī)采用步屆式行走機(jī)構(gòu)，整機(jī)重心低，行動(dòng)靈活，操縱方便。有輔樁工作機(jī)吊樁就位，不用另配起重機(jī)吊樁，它和主機(jī)裝在一個(gè)底盤上，可隨整機(jī)一起行走。
2)壓樁機(jī)施工時(shí)無噪聲適用于市區(qū)內(nèi)，尤其是醫(yī)院、學(xué)校、辦公樓等壓樁施工。無振動(dòng)、無空氣污染。
3)消除一般打樁機(jī)連續(xù)沖擊荷載所引起的樁頭和樁身的破壞。
4)機(jī)上有起重機(jī)構(gòu)．操作方便，減少高空作業(yè)的不安全因素。
5)靜力壓樁施工對樁身產(chǎn)生的應(yīng)力小，可以減少混凝土頂制樁的鋼筋需用量，降低工程造價(jià)。
由于靜力壓校機(jī)具有以上特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于軟土地區(qū)的工業(yè)和民用建筑t港灣碼頭、水工圍堰、地鐵等工程的樁基礎(chǔ)施工。但是靜力壓樁機(jī)缺點(diǎn)是：和沖擊式打樁機(jī)相比，其效率較低。同時(shí)．對土體的適應(yīng)性有一定的局限。如YZY型全液壓靜力壓樁機(jī)只適用于PS值在40范圍內(nèi)軟弱地基上施工；而DY80型繩索式靜力壓樁機(jī)只適用于流塑、軟塑狀態(tài)的粘土和亞粘土地基上施工。
1．5 靜力壓樁機(jī)的使用，操作要點(diǎn)
1．5．1 靜力壓樁機(jī)的安裝
1)靜力壓樁機(jī)的安裝地點(diǎn)，必須按施工要求進(jìn)行先期處理，使場地整平，井具有堅(jiān)實(shí)的承載力。
2)安裝時(shí)，應(yīng)特別注意兩個(gè)行走機(jī)構(gòu)之間的安裝間距，防止底盤平臺(tái)不能正確對位而導(dǎo)致返工。
3)電源在導(dǎo)通前，應(yīng)檢查電源電壓，使其保持在額定電壓范圍內(nèi)。
4)各液壓管路連接時(shí)，不得將管路強(qiáng)行彎曲。安裝過程中，應(yīng)防止液壓油過多流損。
5)在安裝配重前，必須對各緊固件進(jìn)行檢查，防止因緊固件未擰緊而造成構(gòu)件變形。
6)安裝完畢后，應(yīng)對整機(jī)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是吊校用的起重機(jī)，應(yīng)按起重機(jī)規(guī)定進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)。
1．5．2．靜力壓樁機(jī)的作業(yè)要點(diǎn)
1)壓校作業(yè)中，首先要插中校位，如遇地下障礙物使樁在壓人過程中傾斜時(shí)，不能用壓樁機(jī)行走的方法強(qiáng)行糾編，應(yīng)將傾斜的樁拔起，待地下障礙物清除后，重新插樁。
2)樁在壓入過程中，如通夾持機(jī)構(gòu)和校側(cè)打滑時(shí)，不能任意提高液壓油壓力，強(qiáng)行操作，而應(yīng)找出打滑原因，采取有效措施后方可繼續(xù)進(jìn)行。
3)由于樁的貫人阻力過大，使樁不能壓至標(biāo)高時(shí)，不能任意增加配重，否則會(huì)引起液壓元件和構(gòu)件的損壞。
4)壓樁中如樁頂不能最后壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，必須將樁頂部分鑿去，嚴(yán)禁用壓樁機(jī)行走的方式，將樁強(qiáng)行推斷。
5)壓樁過程中，如遇周圍土體隆起，影響樁機(jī)行走時(shí)，應(yīng)將樁機(jī)前方隆起的土鏟除，不應(yīng)強(qiáng)行通過，以免損壞校機(jī)行走機(jī)構(gòu)。
6)樁機(jī)在頂升過程中，應(yīng)盡可能避免任一般形軌道壓在己入土的單一的樁頂上，否則將使船形軌道因受力不均而變形。
7)壓樁機(jī)的電氣系統(tǒng)必須有效的接地。作業(yè)中，電纜應(yīng)有專人看護(hù)。
8)壓樁過程中，當(dāng)樁尖碰到夾砂層時(shí)，壓樁阻力可能突然增大，甚至超過壓樁能力，使壓樁機(jī)上拾。此時(shí)，可用最大的壓樁力作用在樁頂后，采用停車的法使樁有可能緩慢穿過砂層。若有少量樁確實(shí)不能下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，如相差不多可截除樁頭，繼續(xù)慧礎(chǔ)承臺(tái)的施工。
9)壓樁接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意嚴(yán)格掌握停壓時(shí)間。停壓過早，補(bǔ)壓阻力加大；停壓過遲，則沉樁超過要求深度。
10)壓樁時(shí)，特別是壓樁初期要注意樁的下沉情況，有無走位或偏斜，是否符合樁位中心位置，以便及時(shí)進(jìn)行校正。如無法校正時(shí)，應(yīng)拔出后重新下沉。如迢有障礙時(shí)，應(yīng)予清除后重行插樁施壓。
11)多甘樁施上時(shí)，接樁面應(yīng)距地面1m以上，以便于操作。
12)盡量避免壓樁中途停歇，停歇時(shí)間較長，重新起動(dòng)阻力增大。
13)壓樁中，樁身傾斜或下沉速度突然加快時(shí)，多為樁接頭失效或樁身破裂。一般可在原樁位附近補(bǔ)壓新樁。
14)當(dāng)壓樁阻力超過壓核能力，或者由于配重調(diào)整不當(dāng)，而使壓樁機(jī)發(fā)生較大傾斜時(shí)，應(yīng)立即采取停壓措施，以免造成斷樁或壓樁架傾倒事故。
15)壓樁機(jī)行走時(shí)，長、短船形軌道和水平坡度不可超過5’。縱向行走時(shí)，不可單向操作一個(gè)手柄，應(yīng)兩個(gè)手柄一起動(dòng)作。
16)作業(yè)完畢．應(yīng)將短船運(yùn)行至中間位置，停放在乎整地面上，其余液壓缸應(yīng)全部回程縮進(jìn)，起重機(jī)吊鉤應(yīng)升至最上部，并應(yīng)使各部制動(dòng)生效，最后應(yīng)將外露活塞桿擦干凈。
17)作業(yè)后，應(yīng)將各控制器故在“零位”，并依次切斷各部電源，鎖閉門宙，冬季應(yīng)放盡各部積水。
18)轉(zhuǎn)移工地時(shí)，應(yīng)按規(guī)定程序拆卸后，用汽車裝運(yùn)。所有油管接頭處應(yīng)加悶頭螺栓，防止塵土進(jìn)入。液壓軟管不得強(qiáng)行彎曲。
1．6 壓樁機(jī)的控制系統(tǒng)
兩個(gè)電動(dòng)機(jī)通過自動(dòng)電控延時(shí)起動(dòng)后，分別帶動(dòng)兩個(gè)液壓泵同時(shí)工作。此時(shí)，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)并不動(dòng)作，集成油路系統(tǒng)為常開式和各路相通，使液壓泵輸出的壓力油經(jīng)集成油路系統(tǒng)無負(fù)荷流回油箱，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)。當(dāng)需要任何一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓缸工作時(shí)，只要操縱相應(yīng)的電開關(guān)，使集成油路系統(tǒng)小電液閥通電后動(dòng)作，此時(shí)變常開式回路為閉合回路狀態(tài)。油壓升到大于額定工作壓力時(shí)，由集成油路系統(tǒng)中的送流閥卸裁，壓力油液回油箱。因此，整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作是通過電控?fù)Q向閥去執(zhí)行的，而壓樁機(jī)的縱向和橫向行走以及底盤平臺(tái)的頂升是依靠手動(dòng)多路閥控制的。
2. YZY400靜壓樁機(jī)電器及控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2．1 電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)與組成
2.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
本次設(shè)計(jì)任務(wù)是YZY400靜壓樁機(jī)電器及控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。
本壓樁機(jī)采用液壓靜力將預(yù)制樁分段壓入土層中，完成吊樁、壓樁的施工作業(yè)，如遇到加沙層等靜壓壓不下去時(shí)，就利用振沖振沖一下，待穿過特種層后繼續(xù)用靜壓壓樁。
整個(gè)機(jī)構(gòu)由機(jī)身、導(dǎo)向壓樁架及壓樁機(jī)構(gòu)、起重及升降機(jī)構(gòu)、縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向移動(dòng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓及電器控制機(jī)構(gòu)組成。
由于是工程機(jī)械，承受的工作載荷大，所以工作機(jī)構(gòu)多采用液壓系統(tǒng)。電器系統(tǒng)主要為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，對電機(jī)進(jìn)行控制，為駕駛室及工作區(qū)提供照明、吹風(fēng)以及為整個(gè)系統(tǒng)提供報(bào)警等。另外，由于壓樁機(jī)的工作特點(diǎn)，壓樁時(shí)要求樁與水平線保持垂直，即機(jī)身要保持水平，進(jìn)行調(diào)平。但是目前國內(nèi)各種型號(hào)的壓樁機(jī)都是采用手動(dòng)控制，其中調(diào)平更為不方便，降低了效率。傳統(tǒng)方法調(diào)平時(shí)，首先用經(jīng)緯儀測量縱橫方向的傾斜；然后再通過手動(dòng)液壓閥調(diào)平，效率低、精度不高，增加施工周期。因此本設(shè)計(jì)擬采用電液比例閥自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平，以解決傳統(tǒng)調(diào)平中所遇到的問題。
本人此次設(shè)計(jì)的電器及控制系統(tǒng)主要由電機(jī)、電機(jī)控制、駕駛室電氣控制、照明及報(bào)警系統(tǒng)等組成。
2.1.2 總體設(shè)計(jì)
液壓靜壓樁機(jī)采用了液壓系統(tǒng)作為動(dòng)力來進(jìn)行壓樁工作，因此電控系統(tǒng)的主要任務(wù)是對液壓及其控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)又可分為強(qiáng)電部和弱電兩個(gè)部分：強(qiáng)電部分主要控制液壓站的主電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；弱電部分由可編程控制器PLC進(jìn)行控制，控制內(nèi)容包括主電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指令的給出，調(diào)平系統(tǒng)的運(yùn)行控制等。
根據(jù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算可知，系統(tǒng)的供油回路由兩個(gè)泵組成，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率分別為75KW（泵1）、220KW（泵2）。一般地，壓樁機(jī)工作環(huán)境可以提供三相380V電源，所以液壓系統(tǒng)的電機(jī)采用三相380V普通交流異步電機(jī)。三相籠式電機(jī)直接起動(dòng)的控制線路簡單，維修工作量小，但在起動(dòng)時(shí)的電流約為額定電流的4——7倍。對于本系統(tǒng)采用的兩臺(tái)大容量電機(jī)，如果采用直接起動(dòng)會(huì)引起電網(wǎng)電壓降低，電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，甚至起動(dòng)困難，而且還影響同一供電網(wǎng)中的其它設(shè)備，因此采用降壓起動(dòng)，以保證起動(dòng)時(shí)供電母線上的電壓降不超過額定電壓的10%——15%。
工程實(shí)際中常用的降壓起動(dòng)方法通常有星—三角降壓起動(dòng)、定子串電阻降壓起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)等。由于4KW以上的三相籠式異步電動(dòng)機(jī)定子繞組在正常工作時(shí)都接成三角形，因此可以采用星—三角降壓起動(dòng)。
考慮到星形直接起動(dòng)的電流仍然很大，在星形起動(dòng)過程中進(jìn)一步采用自耦變壓器進(jìn)行降壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，電源電壓加在自耦變壓器的一次繞組上，電動(dòng)機(jī)的定子繞組與自耦變壓器的二次繞組相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，將自耦變壓器切除，電動(dòng)機(jī)直接與電源相連，在正常的三角形方式下運(yùn)行。
在電機(jī)星—三角起動(dòng)過程中需要進(jìn)行延時(shí)切斷，傳統(tǒng)電路一般采用時(shí)間繼電器進(jìn)行控制，而本系統(tǒng)的弱電控制系統(tǒng)采用了可編程控制器，因此可以直接利用PLC的軟件延時(shí)繼電器來進(jìn)行控制，從而省去了傳統(tǒng)的控制元件，節(jié)省了安裝空間，也提高了控制的可靠性。另一方面，在星—三角轉(zhuǎn)換起動(dòng)中，為了防止交流接觸器同時(shí)通電的意外情況發(fā)生，系統(tǒng)不僅在PLC中采用了星—三角轉(zhuǎn)換互鎖，而且在硬件上（交流接觸器的輔助觸頭）也采用了互鎖控制，以保證電器系統(tǒng)工作的可靠性。
系統(tǒng)的控制電路采用西門子PLC（S7——200），控制信號(hào)電壓為24V，因此系統(tǒng)中增加一個(gè)開關(guān)電源，以滿足各數(shù)字量I/O、模擬量I/O以及伺服放大板的需要。
根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案可繪制出系統(tǒng)的控制原理圖，見畢業(yè)設(shè)計(jì)附圖。
2．2 電動(dòng)機(jī)及吊機(jī)選擇
2．2．1 電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求可計(jì)算出油泵電機(jī)1、2的相關(guān)參數(shù)，參數(shù)主要包括電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速和供電電源等，同時(shí)考慮到電動(dòng)機(jī)的安裝大小尺寸，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第五冊得：泵1用電機(jī)選用Y250S-4型電動(dòng)機(jī)，泵2選用Y315M3-4型電動(dòng)機(jī)，其具體參數(shù)見下表：
表2.1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)
型號(hào)
額定功率
滿載時(shí)
堵轉(zhuǎn)電流
額定電流
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
噪聲
重量
轉(zhuǎn)速
額定電流
效率
功率因 數(shù)
KW
r/min
A
%
db(A)
kg
Y250S-4
75
1480
141
92
0．88
6．8
2．0
93
330
Y315M3-4
220
1483
413
94
0．88
6．5
1．4
103
820
2．2．2 吊機(jī)的選擇
吊機(jī)作用是用來完成把壓入土層中的樁吊起的動(dòng)作。本次設(shè)計(jì)的YZY400靜壓樁機(jī)的吊機(jī)是外購廣東力士通機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的ZY16型壓樁吊?；浌づ菩推鹬貦C(jī)，是全回轉(zhuǎn)、伸縮動(dòng)臂式液壓起重機(jī)。最大起重量為16t,最大起重力矩為470KNM。吊臂采用一級(jí)伸縮臂，可任意伸縮，作業(yè)效率高。使用最長臂工作時(shí)的起重量為5t,最大起升高度為14m。詳細(xì)信息見附錄。
2．3 控制元件的選擇
根據(jù)實(shí)際選用低壓斷路器。低壓斷路器主要用于600V以下，頻率50HZ，功率50KW以下的電動(dòng)機(jī)或線路過載及短路保護(hù)用。
1）電源
因兩電動(dòng)機(jī)都采用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)，所以都連接在380 V交流電源上。
對電動(dòng)機(jī)及總電源開關(guān)，首先考慮用手動(dòng)開關(guān)。主令開關(guān)在電器線路中，作為不頻繁的接觸器或斷開電路的手動(dòng)開關(guān)。
電動(dòng)機(jī)選用交流接觸器作為電源開關(guān)。交流接觸器是電力和自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的一種電器。接觸器生產(chǎn)方便、生產(chǎn)量大、成本低廉，可以頻繁遠(yuǎn)距離接觸和斷開交直流主電路和大容量控制電路，是電力拖動(dòng)、控制電路的重要元件。和刀開關(guān)相比較，接觸器具有遠(yuǎn)距離操作功能和失壓保護(hù)功能。和自動(dòng)開關(guān)相比較，接觸器不能切斷短路電流，無過載保護(hù)功能。
應(yīng)該注意的是，交流接觸器啟動(dòng)電流大，線圈容易發(fā)熱，若鐵心氣隙大，電抗小，啟動(dòng)電流更增大，可高達(dá)工作電流的幾十倍。若機(jī)械卡死，線圈電流也會(huì)很大。另外，交流接觸器的實(shí)際工作電壓應(yīng)在85％~105％額定電流電壓時(shí)使用。若電壓過高，磁路飽和，或電壓過低，使電磁吸力不夠。銜鐵吸不上，或錯(cuò)接在直流電源上，都將導(dǎo)致線圈電流增大，輕則使溫度升高，重則燒毀線圈。
根據(jù)控制功率大小及輔助觸點(diǎn)的要求可以選取以下的交流接觸器：泵1選用CJ10-150型交流接觸器，泵2選用 CJ20-400型交流接觸器，總電源選CJ40-400型交流接觸器.用具體技術(shù)參數(shù)見下表：
表2.2 接觸器型號(hào)
型號(hào)
額定電壓
額定電流
380A-C可控制電動(dòng)機(jī)最大功率
機(jī)械
壽命
外形
尺寸
主觸頭
輔觸頭
V
KW
(10*4)次
CJ10-150
380
150
5
75
300
222x230x155
CJ20-400
380
315
200
≥300
190x235x230
CJ40-400
380
400
220
≥300
2） 自動(dòng)開關(guān)
自動(dòng)開關(guān)又稱自動(dòng)空氣斷路器，當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載、短路及失壓等故障時(shí)，即自動(dòng)切斷故障電路，有效地保護(hù)串接在它后面的電氣設(shè)備。在正常情況下，可用于不頻繁地接通和斷開電路及控制電動(dòng)機(jī)。因此，自動(dòng)開關(guān)是低壓電路常用的具有保護(hù)環(huán)節(jié)的開關(guān)電器。
自動(dòng)開關(guān)按其用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為框架式自動(dòng)開關(guān)，塑料外殼式自動(dòng)開關(guān)?？蚣苁阶詣?dòng)開關(guān)主要用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)開關(guān)，而塑料外殼式自動(dòng)開關(guān)除可用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)開關(guān)外，還可用作電動(dòng)機(jī)，照明電路及電熱電路的控制開關(guān)。
工程應(yīng)用較多的是塑料外殼式自動(dòng)開關(guān)(又稱裝置式自動(dòng)開關(guān))。其主要產(chǎn)品有DZ5、DZ9、DZ10等系列。在一般情況下，保護(hù)電動(dòng)機(jī)選用DZ系列，可根據(jù)電流負(fù)載大小進(jìn)行選取，如QTZ63塔式起重機(jī)選用的DZ10保護(hù)變壓器及配電線路選用DW系列。本控制系統(tǒng)所選用的空氣開關(guān)型號(hào)見附圖明細(xì)表。
3)按鈕的選擇
按鈕是一種專門發(fā)號(hào)施令的電器，用以接通或斷開控制回路中的電流。下圖所示是按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖與圖形符號(hào)。按下按鈕l，使觸頭4閉合而使觸頭3斷開，從而同時(shí)控制了兩條電路；松開按鈕，則在彈簧2的作用下使觸頭恢復(fù)原位。按鈕開關(guān)的文字符號(hào)用SB表示。
按鈕可用于電動(dòng)機(jī)的“啟動(dòng)”和“停止”以及“正、反、停”的控制。為了便于識(shí)別各個(gè)按鈕的作用，避免誤操作，將按鈕1做成不同的顏色．以示區(qū)別，一般常以紅色表示“停止”按鈕，綠色或黑色表示“啟動(dòng)”按鈕。
常用的按鈕有LA18、LAl9、LA20等型號(hào)。
本次設(shè)計(jì)TA0，TA1，TA2，QA1，QA2，QA3選用LAY1-11型按鈕。
4) 熔斷器
熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉的保護(hù)電器。它常同所保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路發(fā)生過載或短路故障時(shí)，通過熔體的電流達(dá)到或超過一定值，熔體發(fā)熱，致使熔體熔斷，切斷電路，起到保護(hù)電器設(shè)備的作用。
電器設(shè)備的電流保護(hù)有過載延時(shí)保護(hù)和短路瞬時(shí)保護(hù)兩種形式。過載保護(hù)需要反時(shí)限制性，短路保護(hù)則需要瞬時(shí)保護(hù)特性。過載保護(hù)要求熔化系數(shù)小，發(fā)熱時(shí)間常數(shù)大，但也不同于熱繼電器的過載保護(hù)；短路保護(hù)要求較大的電流系數(shù)，較小的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，較高的分?jǐn)嗄芰洼^低的工作電壓。過載動(dòng)作過程主要是熱熔化過程，而短路主要是電弧的熄滅過程。
在熔斷器的選用上：
a) 當(dāng)只有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)，考慮到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)也不應(yīng)熔斷，所以計(jì)算式為：
Ier>=(1.5~2.5)Ied (1)
I er---熔體的額定電流（A）
I ed---電動(dòng)機(jī)的額定電流（A）
b) 當(dāng)用于照明或電熱設(shè)備，以及一般的控制電路時(shí)，因此類負(fù)載電流比較平穩(wěn)，所以，熔體的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流，即
I.er>=Ied (2)
本系統(tǒng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流分別為140A ，361A，電動(dòng)機(jī)控制電路中驅(qū)動(dòng)線圈、繼電器的額定電流多為5 A。電動(dòng)機(jī)電路選用RL1B-550型熔斷器, 照明及駕駛室電路選用RL1B-15型熔斷器, 主電路選用RL1B-600型熔斷器。
另外應(yīng)注意的是，采用熔斷器保護(hù)雖具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便等特點(diǎn)，但也有局限性。主要是更換比較麻煩。故適用于負(fù)載波動(dòng)不大，事故不多的場合。在負(fù)載波動(dòng)大且事故多的場合，宜采用快速自動(dòng)開關(guān)代替熔斷器。
5） 熱繼電器
熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)，常用于三相異步電動(dòng)機(jī)的控制與保護(hù)，由熱元件和輔助接點(diǎn)組成。熱元件整定電流需按照電動(dòng)機(jī)的額定電流來選擇。
一般用于電氣設(shè)備（主要是電動(dòng)機(jī)）過載保護(hù)用的熱繼電器種類很多，但使用最多的是雙金屬片式熱繼電器。它結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，成本比較低，具有較好的反時(shí)限特性。
雙金屬片式熱繼電器由電加熱元件、雙金屬片、觸頭和機(jī)械機(jī)構(gòu)幾部分組成加熱元件也為量測機(jī)構(gòu)，能反映電動(dòng)機(jī) I2t 的變化。電動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)時(shí)，熱繼電器不應(yīng)動(dòng)作，但長期過載，即I2t達(dá)到一定值時(shí)，熱繼電器應(yīng)該動(dòng)作，切斷控制電路，使電動(dòng)機(jī)停止供電，以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。雙金屬片是由兩片膨脹系數(shù)不同，溫升時(shí)向膨脹系數(shù)小的方向彎曲，當(dāng)彎曲到一定程度時(shí)，彈簧就使觸頭脫開。電流越大，熱量越大，雙金屬片動(dòng)作越快，觸頭打開越快，所以，熱繼器的電流和時(shí)間反時(shí)限特性，如圖示。
兩電動(dòng)機(jī)的額定電流分別為140A，361A，都選用JR20-16型熱繼電器。
在熱繼電器的使用中應(yīng)注意下列幾個(gè)問題：
a）熱繼電器電流等級(jí)很少，但熱元件編號(hào)很多，使用時(shí)應(yīng)首先使熱元件的電流與電動(dòng)機(jī)的電流相適應(yīng)。
b）熱繼電器可調(diào)成手動(dòng)復(fù)位，對重要的設(shè)備，在熱繼電器動(dòng)作之后，必須檢查情況和原因后才能再扣時(shí)，宜采用手動(dòng)復(fù)位；若可以認(rèn)定是過載的可能性較大，或熱繼電器安裝在遠(yuǎn)離操作地點(diǎn)時(shí)，宜采用自動(dòng)復(fù)位方式。
c）熱繼電器周圍介質(zhì)的溫度在原則上應(yīng)和電動(dòng)機(jī)周圍介質(zhì)的溫度相同，否則會(huì)破壞已調(diào)好的配合情況。
d）熱繼電器安裝在其它電器的下方，以免其動(dòng)作特性受到其它電器發(fā)熱的影響。
e）在使用中應(yīng)每年對熱繼電器通電檢驗(yàn)一次，并應(yīng)注意在設(shè)備短路故障中，檢驗(yàn)熱元件和雙金屬片是否發(fā)生永久變形，應(yīng)進(jìn)行通電校驗(yàn)，以保證熱繼電器動(dòng)作的準(zhǔn)確性，起到可靠的過載保護(hù)作用。
6）中間繼電器選用
中間繼電器在控制電路中起信號(hào)放大作用或?qū)⑿盘?hào)同時(shí)傳輸給數(shù)個(gè)有關(guān)控制元件，起增加控制回路數(shù)的作用。本次設(shè)計(jì)的選用JZ14型中間繼電器，其具體參數(shù)見下表：
表2.5 中間繼電器型號(hào)
型號(hào)
吸引線圈額定電壓
觸電額定電流
觸電數(shù)量
機(jī)械壽命
電壽命
Un/v
In/A
常開
常閉
/萬次
/萬次
JZ14
380
10
4
4
300
30
7) 其它元件的選擇
在控制回路中電源的接通，電機(jī)的起停都由按鈕來實(shí)現(xiàn)，選擇合適的按鈕可使操作更方便。這里選用LA19-1A/D 、LA19-11A/J型按鈕，額定電壓交流380V，額定電流5A，按鈕帶有指示燈。其中四個(gè)電源接通按鈕指示燈都為藍(lán)色，停止按鈕無指示燈，為紅色。泵1、泵2的啟動(dòng)、停止同樣。吊機(jī)的升降按鈕為藍(lán)色和綠色的指示燈，停止按鈕同樣無指示燈，為紅色。
3. 照明及駕駛室線路系統(tǒng)
3.1 照明及吹風(fēng)
為了使靜壓樁機(jī)能在晚上或者照明條件不好時(shí)工作，機(jī)器設(shè)置了照明系統(tǒng)。
首先，駕駛室的照明應(yīng)保證能看清控制面板與工作資料，但又不能過亮，過亮使駕駛員感覺不適，且不能看清外面的工作現(xiàn)場，所以選擇40W的熒光燈，型號(hào)為YZ40 。
駕駛室外工作環(huán)境為露天，對照明要求較高，不僅需照度達(dá)標(biāo)，而且要對環(huán)境適應(yīng)能力要強(qiáng)，選用高壓汞燈，因?yàn)楦邏汗療舯砻媪炼容^大，耐震性能好，受環(huán)境溫度的影響較小。對機(jī)身工作平臺(tái)的照明選用GGY400型熒光高壓汞燈；對機(jī)身下面，樁與地面接觸區(qū)也需照明，選用 GGY250型熒光高壓汞燈。
此外，還需在壓樁架頂懸掛一照明燈，以照亮整個(gè)壓樁架，選用NG700型高壓鈉燈，采用投射方式。高壓鈉燈比高壓汞燈亮度更高，可給工作場提供充足的照明。所選燈的具體技術(shù)參數(shù)見下表：
表3.1 燈的型號(hào)
型號(hào)
功率
額定電壓
額定電流
平均壽命
W
V
A
h
YZ40
40
220
0.41
3000
GGY400
400
220
4.6
3000
GGY250
250
220
1.2
3000
NG700
700
220
5.45
3000
因壓樁機(jī)的工作場所為室外，工作條件受溫度影響大，為給工作人員提供較好的工作條件，并考慮經(jīng)濟(jì)性因素，將駕駛室設(shè)計(jì)為簡單、安靜型。天氣熱時(shí)，采用打開門窗自然通風(fēng)或裝置小型風(fēng)扇強(qiáng)制通風(fēng)，風(fēng)扇為外購JA型直徑300mm的吊扇。而天氣寒冷需采暖時(shí)，則可使熱油液經(jīng)過駕駛室來散發(fā)熱量。
另外，在駕駛室內(nèi)還設(shè)置了220V交流插座，以方便一些需臨時(shí)使用。
3.2 其它元件的選擇
3.2.1 旋轉(zhuǎn)開關(guān)
對風(fēng)扇、電燈、調(diào)平系統(tǒng)的啟動(dòng)、震沖系統(tǒng)的啟動(dòng)，都只需開關(guān)兩種位置，且控制的容量較小，無需按鈕與交流接觸器，且操作簡單明了。
這里選用HZ5-10型旋轉(zhuǎn)開關(guān)。
HZ5-10系列的接觸系統(tǒng)采用雙斷點(diǎn)對接式動(dòng)靜觸點(diǎn)，它應(yīng)裝嵌在觸頭上，依靠手柄旋轉(zhuǎn)六方軸上的凸輪控制動(dòng)靜觸點(diǎn)的通斷。定位系統(tǒng)采用輻射式滾輪卡棘輪結(jié)構(gòu)，裝配不同的限位件，可獲得三位式的定位狀態(tài)。具體技術(shù)參數(shù)見下表：
表3.2 旋轉(zhuǎn)開關(guān)型號(hào)
型號(hào)
額定電壓
額定電流
控制功率
電壽命（萬次）
機(jī)械壽命（萬次）
V
A
KW
電源用
控制電機(jī)用
HZ5-10
220
10
1.7
4
20
20
3.2.2 變壓器
因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載采用了三相三線制，所以，當(dāng)需要220V交流電時(shí)，需要安裝變壓器將380V~220V。
選用系列單相變壓器，主要用于交流50HZ、500V以下的電路中。起結(jié)構(gòu)為單相繞組開啟式或帶防護(hù)外殼式。根據(jù)工作環(huán)境，選用帶防護(hù)外殼式。由于線路工作負(fù)載較多，所以選用BK-1500型，具體技術(shù)數(shù)據(jù)見下表：
表3.3 變壓器型號(hào)
型號(hào)
容量
鐵芯尺寸
規(guī)格
總匝數(shù)
導(dǎo)線直徑
伏安
mm
mm
BK-1500
1500
64x106
380/220
232/137
1.68/1.95
3.3 報(bào)警裝置
壓樁機(jī)在工作過程中會(huì)遇到一些突發(fā)情況要處理，如果這些情況又不易被工作人員直接觀察到，就容易發(fā)生危險(xiǎn)，故需要一些裝置來提醒工作人員處理。
報(bào)警裝置是為了保證工程建設(shè)機(jī)械行車與作業(yè)安全和提高機(jī)械的工作可靠性。報(bào)警裝置般由傳感器和紅色警告燈組成。
3.3.1 斷電報(bào)警
當(dāng)總電源因某種原因被切斷時(shí)，斷電報(bào)警燈將亮起，表示電源被切斷，其電路示意圖如右：
平時(shí)當(dāng)有電時(shí)，中間繼電器KA 使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，則報(bào)警燈不亮。而當(dāng)電源斷開時(shí)，電容C放電，中間繼電器KA失電，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，報(bào)警燈亮，表示電源斷電。
3.3.2 油泵濾油器堵塞報(bào)警
油泵在吸油路上設(shè)置了濾油器，是為了過濾掉油中的雜質(zhì)。以利于工作機(jī)構(gòu)工作，但當(dāng)雜質(zhì)累計(jì)到一定程度，或突然過多時(shí)，油泵濾油器就會(huì)堵塞，導(dǎo)致油泵無法送油，油泵工作腔壓力增大，工作機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，危險(xiǎn)性很大。這時(shí)，不僅要報(bào)警告知工作人員，還要立即切斷對油泵提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)電源。
濾油器堵塞報(bào)警通過壓阻式壓力傳感器發(fā)訊，其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：
圖4 傳感器示意圖
其工作原理是利用硅片上懂得選擇性擴(kuò)散制成的應(yīng)變計(jì)區(qū)，其電阻值隨晶體內(nèi)的應(yīng)力而變的現(xiàn)象。從半導(dǎo)體物性角度看，則是由于應(yīng)力的作用，使半導(dǎo)體晶體內(nèi)的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而改變了載流子的密度和遷移率。
之所以采用這種類型的傳感器，是因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)中的液壓換向閥均采用O型中位機(jī)能。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，泵不卸荷，且進(jìn)油路保壓。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，進(jìn)油路上的壓力也不會(huì)很低。除非濾油器堵塞，泵機(jī)供油無法上升，進(jìn)油管中壓力會(huì)不正常下降，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)使壓阻式傳感器反應(yīng)。發(fā)出警報(bào)并切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源。具體選用KYX型壓阻式壓力傳感器。具體技術(shù)數(shù)據(jù)如下
表3.4 傳感器型號(hào)
型號(hào)
量程
精度
滿量程輸出
工作溫度范圍
MPA
%Fs
℃
KYX
35
0.1~0.5
>40mv
―30~80
其工作過程為：當(dāng)泵1的交流接觸器得電閉合時(shí)，為報(bào)警作好準(zhǔn)備，這時(shí)，如果傳感器發(fā)出信號(hào)則其在報(bào)警線路上的常開觸點(diǎn)閉合，報(bào)警亮起，同時(shí)中間繼電器得電，其在泵1控制回路上的常閉觸點(diǎn)斷開，交流接觸器的線圈失電，電動(dòng)機(jī)斷電，泵停止運(yùn)動(dòng)，。需再按下啟動(dòng)按鈕電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。對泵2也是一樣。
3.3.3報(bào)警裝置常見故障
報(bào)警裝置常見故障有報(bào)警裝置不工作和工作不正常等。
1）報(bào)警裝置不工作
報(bào)警裝置不工作，是指報(bào)警裝置在各種情況下始終不工作。
a)原因。報(bào)警裝置不工作的主要原因有：保險(xiǎn)裝置及線路斷路；報(bào)警裝置和報(bào)警開關(guān)有故障等。
b)診斷與排除。所有報(bào)警裝置都不工作和個(gè)別報(bào)警裝置不工作故障的診斷與排除方法如下：
所有報(bào)警裝置都不工作，通常是由于保險(xiǎn)裝置、穩(wěn)壓電源有故障，或電源線路斷路等引起的。此時(shí)可以先檢查保險(xiǎn)裝置是否正常，再檢查線頭有無脫落、松動(dòng)及電源線路是否正常，最后檢修穩(wěn)壓電源的順序進(jìn)行檢修；個(gè)別報(bào)警裝置不工作，一般是由于報(bào)警裝置、報(bào)警開關(guān)故障，或?qū)?yīng)線路斷路等引起的。此時(shí)可以按先檢查線頭有天脫落、松動(dòng)，再檢查報(bào)警開關(guān)，最后對報(bào)警裝置的順序進(jìn)行檢修。
2） 報(bào)警裝置工作不正常
報(bào)警裝置工作不正常，是指報(bào)警裝置不能及時(shí)或適時(shí)地工作。
a)原因。報(bào)警裝置工作不正常故障的主要原因有報(bào)警裝置控制電路或報(bào)警開關(guān)有故障等。
b)診斷與排除?？捎脵z測設(shè)備檢查報(bào)警裝置和報(bào)警開關(guān)在規(guī)定條件下能否正常工作。
3.4 駕駛室布局
YZY400型靜壓樁機(jī)雖具有一定的自動(dòng)功能，但主要的操作還是要由人來完成。工作人員是整臺(tái)機(jī)器的中樞機(jī)構(gòu)，為了便于工作人員操作使用，要將主要操作功能集成于駕駛室的控制面板上。
考慮到經(jīng)濟(jì)因素，本駕駛室為簡易型。采用人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)控制平臺(tái)的高度、寬度、坐椅位置與整個(gè)駕駛室的長、寬、高。為使工作人員在工作中具有廣闊的視野，駕駛室正面及側(cè)面都設(shè)置了大玻璃窗。另外，為使工作環(huán)境適宜工作，還安裝了吹風(fēng)與取暖設(shè)備，以下簡述控制面板的構(gòu)成。
對于手動(dòng)式液壓換向閥，將其全部集中于駕駛室，并排放置。同時(shí)操作桿也并排排列，如右圖示：
從左至右依次為：
1、2 長船水平移動(dòng)的浮動(dòng)缸，用于調(diào)整升降液壓缸的受力。1為左手邊的，2為右手邊的。
3 機(jī)架調(diào)節(jié)缸，用于機(jī)架的起豎與放下，向前推為豎起，向后推為放下。 圖5 閥示意圖
4、5 機(jī)身縱移液壓缸，左右布置與液壓缸放置統(tǒng)一，向前推為前移，先后為后移。
6 壓樁缸控制，向前為下壓，向后為提升。
7、8 機(jī)身橫移，向前為向左，向后為向右。
9、10 機(jī)身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后短船復(fù)位缸。
11 機(jī)架上橫梁中檔塊的伸縮缸，向前為伸出，向后為縮回。
在液壓平臺(tái)的右側(cè)，為方便工作人員操縱電器設(shè)備，設(shè)置一高于液壓控制平臺(tái)的控制面板。并依使用頻率安排距工作人員的遠(yuǎn)近。如圖：
圖6 表及燈示意圖
在液壓面板的水平部分為調(diào)定液壓系統(tǒng)溢流閥壓力的四個(gè)壓力表。在液壓面板的傾斜部分，最左邊一列為報(bào)警燈。從上至下依次為斷電報(bào)警、泵1濾油器堵塞報(bào)警、泵2濾油器堵塞報(bào)警。
在右邊，從上至下依次為：
前兩排 旋轉(zhuǎn)開關(guān)，具通斷兩種位置。從左至右，從上至下：駕駛室照明、機(jī)身平臺(tái)照明、壓樁區(qū)照明、機(jī)架頂燈照明、吹風(fēng)設(shè)施開關(guān)、振沖啟動(dòng)開關(guān)、調(diào)平系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)。
3、4排 電源內(nèi)接通，斷開按鈕。從左至右，從上至下：總電源起閉、泵1電源起閉、泵2電源起閉、吊機(jī)電源起閉。要接通電源，按上排按鈕，要斷開電源，按下排按鈕。
5 排 從左至右：泵1起停、泵2起停。左邊帶指示燈為啟動(dòng)。右邊無指示燈為停止。
6 排 從左至右：吊機(jī)正轉(zhuǎn)上升，吊機(jī)停轉(zhuǎn)，吊機(jī)反轉(zhuǎn)下降。
7 排 從左至右：壓樁機(jī)上升，升降停止，壓樁機(jī)下降。
4 ZY16型壓樁吊
4.1概述
粵工牌ZY16 型起重機(jī)，是全回轉(zhuǎn)，伸縮，動(dòng)臂式液壓起重機(jī)。其最大起重量為16t,最大起重力矩470KNm 。吊臂采用一級(jí)伸縮臂，可任意伸縮。作業(yè)效率高。使用最長臂工作時(shí)的起重量為5t，最大起升高度為14m。
起重機(jī)的吊臂變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)和起升，全部采用液壓驅(qū)動(dòng)和操縱。具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，工作平穩(wěn)，無級(jí)調(diào)速，微動(dòng)性好等特點(diǎn)。在液壓系統(tǒng)中，設(shè)有安全閥、平衡閥、液壓鎖、溢流閥和雙向緩沖閥等安全裝置，防止系統(tǒng)壓力過載，或油管破裂而產(chǎn)生的意外事故的發(fā)生。本起重機(jī)安裝有起升高度限位器，重量和幅度指示等安全裝置及安全照明，以保護(hù)操作安全和便于夜間作業(yè)。
4.2 技術(shù)參數(shù)
表4.1 起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目
參數(shù)
外形尺寸
總長
m
11.67
寬度
m
2.50
總高
m
2.03
起重機(jī)用鋼絲繩
型號(hào)
6T(29)-7X7-1680N-176右
直徑
mm
14
長度
m
189
表4.2 油泵油馬達(dá)參數(shù)
型號(hào)
理論排量
工作壓力
工作轉(zhuǎn)速
用途
最高許用值
額定使用值
最高許用值
額定使用值
CBZ2050/032
50/32
30
25
2500
2000
主油泵
A6V80Ha2Fz1132
80
40
32
3000
2000
起升馬達(dá)
XB-F40
40
28
20
2500
2000
回轉(zhuǎn)馬達(dá)
表4.3 起重機(jī)工作轉(zhuǎn)速
吊鈞起升速度
（倍率）（第四層）（空載）
15
轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)速度
r/min
≤3
伸、縮臂時(shí)間（空載）
（s）
全伸
50
全縮
19
起、落臂時(shí)間（空載）
（s）
全和起臂
40
全和落臂
18
表4.4 起重機(jī)用液壓油和潤滑油
項(xiàng)目
油泵名稱規(guī)格
單位
數(shù)量
液壓系統(tǒng)液壓油缸
YC-N46磨液壓油
L
550
起升機(jī)構(gòu)卷揚(yáng)減速機(jī)
90號(hào)極壓型工業(yè)齒輪油
L
1.5
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速機(jī)
90號(hào)極壓型工業(yè)齒輪油
L
3
運(yùn)動(dòng)件及鋼絲繩潤滑油
ZG3鈣基潤滑油
kg
2
表4.5 起重機(jī)的油缸參數(shù)
液壓油缸名稱
油缸內(nèi)徑
（mm）
活塞桿外徑
（mm）
活塞行程
（mm）
每臺(tái)數(shù)量
（個(gè)）
密封形式
變幅油缸
140
100
2150
2
“UPiA””O(jiān)”
伸縮油缸
125
100
6700
1
“UPiA””O(jiān)”
表4.6 起重機(jī)起重量和起升高度表
幅度
m
基本臂 8.00
中長臂
全伸臂
起重量t
起升高度m
起重量t
起升高度
m
起重量 t
起升高度
m
3.0
16.00
6.85
12.00
10.50
9.00
14.00
3.5
15.00
6.58
11.80
10.30
8.60
13.85
4.0
14.25
6.25
11.30
10.00
8.20
13.70
4.5
13.10
5.87
10.80
9.70
7.80
13.50
5.0
11.00
5.45
10.10
9.40
7.40
13.30
5.5
9.00
4.95
9.40
9.20
7.00
13.10
6.0
7.47
4.34
8.10
9.00
6.60
12.85
6.5
6.32
3.60
6.95
8.60
6.10
12.60
7.0
5.42
2.64
6.05
8.15
5.60
12.32
7.5
5.35
7.60
5.20
12.02
8.0
4..76
7.15
4.84
11.68
8.5
4.25
6.70
4.37
11.32
9.0
3.80
5.90
3.95
10.92
9.5
3.45
5.10
3.59
10.50
10
3.15
4.13
3.27
10.30
11
2.76
8.90
12
2.36
7.65
13
2.00
5.62
13.5
1.70
4.43
4.3 起重機(jī)起重作業(yè)部分的主要結(jié)構(gòu)原理及操縱
4.3.1起升機(jī)構(gòu)
起升機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)帶動(dòng)常閉式制動(dòng)器的卷揚(yáng)減速機(jī)、卷筒、鋼絲繩和釣鉤組成。當(dāng)壓力油經(jīng)過換向閥，供給液壓馬達(dá)的同時(shí)，通過一個(gè)雙向梭閥進(jìn)入常閉式制動(dòng)器的油缸腔，推動(dòng)活塞，使制動(dòng)器打開，液壓馬達(dá)開始驅(qū)動(dòng)減速機(jī)帶動(dòng)卷筒，而鋼絲繩一端系于卷筒，因此通過換向閥操縱，使卷筒正反轉(zhuǎn)，把鋼絲繩卷上或放出，
實(shí)現(xiàn)重物的起升和下降。 圖7 起升機(jī)構(gòu)
4.3.2 起升機(jī)構(gòu)的操縱方法
起升機(jī)構(gòu)的操作手柄設(shè)置在操縱室內(nèi)。當(dāng)起吊重物時(shí)，應(yīng)按下列順序進(jìn)行。
1）起升 操縱手柄向后拉，吊鉤升起。
2）下降 操縱手柄向前推，吊鉤下降。
3）停止 操縱手柄處于中位，吊機(jī)提高站不動(dòng)。
4）當(dāng)由“起升”轉(zhuǎn)為“下降”位，或由“下降”轉(zhuǎn)為“起升”說，嚴(yán)禁止急劇轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該一度將手柄處于中位，確定卷筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，方可換向操縱，以勉機(jī)件損壞。
5）起升或下降速度由腳踏油門調(diào)節(jié)。
6）吊鉤起升超過高度，操縱室內(nèi)報(bào)警，同時(shí)停止起升，此時(shí)只能向下降方向操縱。
4.3.3 吊臂變幅機(jī)構(gòu)
吊臂變幅機(jī)構(gòu)是以轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置的變幅座作支點(diǎn)，安裝兩個(gè)變幅油缸聯(lián)結(jié)于吊臂的缸座孔上。通過變幅操縱，使兩個(gè)變幅油腔滑缸伸出或縮回，從而使吊臂仰角增大或減小，隨著吊臂仰角增大，則工作幅度減小，而吊臂仰角減小，則工作幅度增大。由于液壓系統(tǒng)中設(shè)置有平衡閥，保證吊臂下降平穩(wěn)，并能可靠地停留在任意位置。
4.3.4 吊臂變幅機(jī)構(gòu)操縱方法
1）變幅起臂，把操縱手柄向后拉，吊臂上仰，仰角增大，幅度減小。
2）變幅落臂，把操縱手柄向前推，吊臂下降，幅度增大。
3）停止，把操縱手柄位于中位，吊臂停止。
4）變幅操縱應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，急劇操縱會(huì)給整機(jī)造成很大沖擊。
5）吊起重物之后，應(yīng)盡量避免操縱變幅落臂，而增大工作幅度，引起過載而傾翻。
4.3.5 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的操縱方法
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)、回轉(zhuǎn)減速機(jī)、制動(dòng)器、小齒輪和回轉(zhuǎn)支撐等組成。液壓馬達(dá)制動(dòng)器和小齒輪裝于減速機(jī)上，并將減速機(jī)裝于轉(zhuǎn)臺(tái)的特定位置，保證小齒輪和內(nèi)齒滾圈嚙合，通過操縱回轉(zhuǎn)換向閥，使液壓油進(jìn)入液壓馬達(dá)并打開制動(dòng)器，從而驅(qū)動(dòng)上車作正反全回轉(zhuǎn)。
圖8 變幅操縱
4.3.6 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的操縱方法
1）左轉(zhuǎn)，操縱手柄向后拉，轉(zhuǎn)臺(tái)向左回轉(zhuǎn)。
2）右轉(zhuǎn)，操縱手柄向前推，轉(zhuǎn)臺(tái)向右回轉(zhuǎn)。
3）停止，操縱手柄位于中位，轉(zhuǎn)臺(tái)停止回轉(zhuǎn)。
4）回轉(zhuǎn)操縱時(shí)，應(yīng)緩慢平穩(wěn)進(jìn)行，特別吊重、大物體時(shí)，更應(yīng)緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)。
5）當(dāng)?shù)踺d改變回轉(zhuǎn)方向時(shí)，必須將操縱手柄一度置于中位，待停穩(wěn)以后，方可作換向操作。以防止被吊物體擺動(dòng)過大，造成整機(jī)受沖擊而發(fā)生事故。
4.3.7 電氣系統(tǒng)
電氣系統(tǒng)為單線制，負(fù)極搭鐵，電源為24 伏。由下車向上車輸送電源是通過中心回轉(zhuǎn)接頭的導(dǎo)電環(huán)連接而輸送的。
圖9 上車電氣原理
1按鈕開關(guān) 2卸荷閥 3工作燈 4單擋開關(guān) 5儀表燈 6雙向開關(guān) 8喇叭開關(guān) 9單向開關(guān) 10直流風(fēng)扇 11保險(xiǎn)器 12上車點(diǎn)火 13回轉(zhuǎn)接頭 14訊響器 15頂燈 16卷線盒 17限位開關(guān) 18微動(dòng)開關(guān)
4.3.8 中心回轉(zhuǎn)接頭
中心回轉(zhuǎn)接頭，是由鋼套筒、導(dǎo)電環(huán)、蓋板和電刷座等組成。
回轉(zhuǎn)中心上設(shè)有若干油路通經(jīng)及環(huán)形槽，以導(dǎo)通上下車之間高壓油。環(huán)行槽之間是由‘O’形密封圈及擋圈隔開密封，以保證各通道的高壓力油互不干擾/導(dǎo)電環(huán)設(shè)置在回轉(zhuǎn)中心的上部，通過電刷座將電源導(dǎo)于上車，和在上車操縱室向發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火發(fā)動(dòng)。
回轉(zhuǎn)中心與汽車底架相連，鋼套筒則由焊裝在導(dǎo)臺(tái)上的擋塊驅(qū)動(dòng)，隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起回轉(zhuǎn)。將下車高壓油、電流等傳遞到上車，以保證上車時(shí)的各種動(dòng)力。
4.4 安全裝置系統(tǒng)
本起重機(jī)有較為完善的安全保護(hù)裝置，以保證在起重作業(yè)中安全可靠。在意外情況下，以保證機(jī)件不被損壞，或告知操作者注意。
1）液壓系統(tǒng)中各溢流閥
控制系統(tǒng)中發(fā)生異常高壓，保護(hù)系統(tǒng)不至于處于過載狀態(tài)，防止液壓油泵和油馬達(dá)等元件的損壞。
2） 吊臂伸縮安全裝置
吊臂伸縮油缸的液壓回路中，裝置了平衡閥，當(dāng)油缸回路的油管一旦發(fā)生意外斷裂時(shí)，控制液壓回路中平衡閥就會(huì)鎖閉來自油缸下腔的壓力油，保證吊臂不會(huì)自行縮回。
3）吊臂變幅安全裝