液压振动锤是挖掘机的一种新型辅具，可将挖掘机改装成打桩机，用于将成品桩植入地面，拓展了挖掘机功能。该种液压振动锤与传统液压振动锤相比，具有优良的动力学特性和可控制性，并具有效率高、振动小、噪声低、无污染、结构简单等优点,符合当今环保理念。该产品可以广泛应用于隧道、桥梁和码头等桩基施工中,正逐渐代替传统的打桩设备，并已形成系列化产品。液压振动锤工作时下压力及振动力较大，容易出现故障，本文介绍采用数字化液压测试技术，对某液压振动锤进行故障检测的方法。

一、液压振动锤结构原理

1.结构

挖掘机铲斗拆卸后，将液压振动锤的悬臂安装在挖掘机斗杆端部，并将液压管路接在挖掘机的备用控制阀上，利用挖掘机液压系统的动力源驱动液压振动锤，安装方法如图1a所示。

某品牌35t级液压振动锤结构如图1b所示。打桩时夹紧缸2驱动夹钳(需根据成品桩不同直径或截面形式配装夹钳)，使夹钳夹住成品桩杆的端部，操作挖掘机臂架抬高，使桩杆竖起并定位，再启动液压振动锤的振动器，利用挖掘机臂架和液压振动锤自重及振动力，即可将成品桩逐渐植入地面，直至到位。

2.原理

该液压振动锤液压系统原理如图2所示。适宜配装液压振动锤的挖掘机主泵须有2个柱塞泵，液压振动锤的振动频率也有2个挡，单泵供油为低频挡，双泵合流供油为高频挡，挡位切换由挖掘机控制。挖掘机通过备用控制阀6供油后，通过电磁控制阀块5控制振动马达1、夹紧缸2、回转马达3动作。该液压振动锤高挡位时振动马达的转速为2500r/min，液压振动锤最大频率为41.7Hz，系统工作压力为35MPa。

二、测试原因

该液压振动锤工作不到1000h，经常出现振动马达严重损坏故障。使用传统的压力表进行检测，得不到精确参数，无法排查出故障原因。因此，我们决定使用精密的数字式测试仪进行测试，并通过对测试曲线进行分析，找到振动马达损坏的原因。

三、测试

1.测试项目

由于该液压振动锤故障主要出现在振动马达，需对振动马达进行如下测试:一是测试振动马达的压力冲击及单位时间压力增量，即对“压力梯度”进行测试;二是测试振动马达的转速;三是振动马达停止时的吸空情况。

2.测试仪器

使用HPM4030型测试仪进行测试，该测试仪为数字式测试仪，扫描精度为5ms，测试压力范围为0~60MPa，并可通过连接线与电脑接驳，管路及电脑连接线连接方法如图3所示。

3.测试方法

该液压振动锤上可以配装型号为A2FM107型和A2FM125型2种振动马达，其额定转速均为4000r/min,，额定压力均为35MPa，最高压力均为40MPa，高压口的最小压力均为2.5MPa。最大允许升压速率为0.9MPa/ms。

振动马达的启动瞬间测试升压速率，停止瞬间测试降压速率，每个启停循环为2个测试

工况。测试时为双泵合流供油，图3中的单向阀4处的流量为120L/min，溢流阀的压力设定为35MPa。

四、测试过程

为了了解挖掘机液压系统的运行情况，便于提出改进意见，需要连接挖掘机液压系统进行测试，分析并掌握挖掘机与液压振动锤液压系统的匹配情况以便改进。

1.转速测试

测试振动马达压力稳定后的结果如图4所示。将曲线放大后，看到流量脉动，我们数出脉动频率以确定振动马达的转速。图4中脉动为60次/s，换算后得到马达转速为3600r/min。

2.测试启动压力

我们在同一液压振动锤上分别安装了2种振动马达，排量分别为125mL/r和107mL/r，再分别进行了测试。安装125mL/r马达测得的曲线如图5所示，启动压力为36.3MPa。

安装107mL/r马达测得的曲线如图6所示，启动压力为43.5MPa。同一液压振动锤的负载不变，振动马达的输入压力与排量成反比，故2种振动马达压力比值为0.856。

3.测试振动马达停止状况

液压振动锤的激振装置通过偏心块高速旋转实现振动，当液压油源突然停止时，由于惯性的原因，偏心块会继续旋转，并驱动液压马达旋转。该液压振动锤进油口由于断油无压力，振动马达的继续旋转会产生吸空趋势，而原来的回油口则由于阀的关闭，振动马达继续旋转会使其回油腔压力增高，进油腔出现吸空现象。空转时间可达17s，如图7所示。

文章来源：《数字技术与应用》 网址: http://www.szjsyyyzz.cn/zonghexinwen/2020/0716/382.html