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強(qiáng)夯法由于其具有加固效果顯著、適用土類廣、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于開山填淤、圍海造田等大型建筑地基處理中。目前強(qiáng)夯機(jī)在夯擊作業(yè)中，普遍采用脫鉤器進(jìn)行脫鉤作業(yè)。由于每次夯擊后的脫鉤器復(fù)位、掛鉤等人工操作都需要時(shí)間，所以夯擊作業(yè)過(guò)程中強(qiáng)夯機(jī)的使用總是不連續(xù)的，效率較低，工人的操作強(qiáng)度大，施工安全性也比較差。能否開發(fā)出不脫鉤連續(xù)強(qiáng)夯的機(jī)構(gòu)對(duì)提高強(qiáng)夯作業(yè)的效率和安全具有重要意義。國(guó)外采用履帶式起重機(jī)作為強(qiáng)夯施工機(jī)械時(shí)，對(duì)中小能級(jí)強(qiáng)夯施工，通過(guò)改進(jìn)卷?yè)P(yáng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)夯錘與鋼絲繩不分離，夯錘下落時(shí)鋼絲繩也隨著自由下落，因此有較高的夯擊效率。但采用這種施工方式時(shí)，除了設(shè)備的購(gòu)置成本很高以外，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)和鋼絲繩的可靠性以及壽命都很難讓用戶接受。
本文基于TRIZ創(chuàng)新理論設(shè)計(jì)出一種全新的機(jī)構(gòu)來(lái)代替現(xiàn)有的脫鉤器與卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)采用液壓驅(qū)動(dòng)和控制，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)夯機(jī)吊錘起升和不脫鉤的強(qiáng)夯作業(yè)。為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS，結(jié)合三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件Pr。尼和有限元分析軟件ANSYS構(gòu)建了該機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)機(jī)械系統(tǒng)模型，并利用ADAMS丹iew模塊完善了系統(tǒng)中提升滑輪組模型，在ADAMS艦ydraullcs模塊中構(gòu)建該機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)模型。通過(guò)模擬夯錘與鋼絲繩不脫離來(lái)實(shí)現(xiàn)不脫鉤強(qiáng)夯工作，完成了該機(jī)構(gòu)在夯錘下落過(guò)程中整機(jī)機(jī)械系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)了機(jī)液一體化仿真。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)的各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)性能滿足方案設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了方案的可行性。仿真結(jié)果中關(guān)鍵部件的速度、加速度、關(guān)鍵液壓元件的壓力和流量等數(shù)據(jù)，為該機(jī)械系的施工設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、液壓集成設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
