钻孔机械和打桩机械课件

第四章桥梁工程机械第四章桥梁工程机械第四节钻孔机械一、全套管钻机全套管施工法——贝诺特施工法

1.分类（2）分体式

（1）小型机—直径在1.2m以下（2）中型机—直径在1.2～1.5m之间。（3）大型机—直径在1.5m以上。2）按成孔直径分为三种类型：（1）整机式

1）按结构形式全套管钻机分为两大类：第四节钻孔机械一、全套管钻机全套管施工法——贝诺特施工法2.特点及适用范围（6）全套管施工法还可以做斜桩，用搭接桩法可以做桩列式连续挡土墙。1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；（3）在使用落锤式抓斗取土时，不采用泥浆护壁；（4）扩孔率小，成孔准确，节约混凝土；（5）遇有较大的卵石层，只要抓斗能抓起就可通过，施工速度较旋转钻机更快一些，并且可以确切搞清楚持力层的地质情况；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（3）在使用落锤式抓斗取土时，不采用泥浆护壁；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（4）扩孔率小，成孔准确，节约混凝土；（3）在使用落锤式抓斗取土时，不采用泥浆护壁；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（5）遇有较大的卵石层，只要抓斗能抓起就可通过，施工速度较旋转钻机更快一些，并且可以确切搞清楚持力层的地质情况；（4）扩孔率小，成孔准确，节约混凝土；（3）在使用落锤式抓斗取土时，不采用泥浆护壁；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；（6）全套管施工法还可以做斜桩，用搭接桩法可以做桩列式连续挡土墙。（5）遇有较大的卵石层，只要抓斗能抓起就可通过，施工速度较旋转钻机更快一些，并且可以确切搞清楚持力层的地质情况；（4）扩孔率小，成孔准确，节约混凝土；（3）在使用落锤式抓斗取土时，不采用泥浆护壁；（2）由于有套管保护，对坍孔有很好的保护作用；1）全套管设备施工的优点是：（1）适应范围广；2.特点及适用范围（6）全套管施工法还可以做斜桩，用搭接桩法（6）全套管施工法还需要专用吊车配合和土方机械运土，配套费用高（5）拔管时，可能发生钢筋笼上浮；（4）用落锤式抓斗挖掘时将使桩尖土层松软；（3）若地下水以下有厚5m以上细砂层时，有可能导致套管摇不动，拔不出；；（2）在软土、含地下水砂层中挖掘引起设备移位、歪斜；2）全套管设备施工的弱点是：（1）因机重大，在某些施工中不适合；（6）全套管施工法还需要专用吊车配合和土方机械运土，配套费用

一、液压油的主要性质

1.密度

密度指单位体积液体的质，ρ=m/v，单位为kg/m3。

密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略不计。一般取液压油ρ=900kg/m3。

2.可压缩性在温度不变的情况下，液体受压力作用而发生体积缩小的性质。液体的可压缩性虽比钢材大100～150倍左右，但在实际工程应用中一般不考虑。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动一、液压油的主要性质模块二液压流体力学

2）限压、安全回路工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。模块七液压基本回路

港口机械液压与液力传动2）限压、安全回路模块七液压基本回路

2）限压、安全回路工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。模块七液压基本回路

港口机械液压与液力传动2）限压、安全回路模块七液压基本回路

2）限压、安全回路工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。模块七液压基本回路

港口机械液压与液力传动2）限压、安全回路模块七液压基本回路

3.黏性1）黏性的物理本质液体受外力作用而流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为黏性.模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动3.黏性模块二液压流体力学基础

2）黏度

黏性的大小用黏度来表示。

（1）动力黏度

动力黏度又称绝对黏度，用μ来表示，它反映了液体接触层间内摩擦力的大小程度。由于μ与力有关，所以称为动力黏度。动力黏度的单位为Pa·s（帕·秒）。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动2）黏度模块二液压流体力学基础

（2）运动黏度

运动黏度是液体动力黏度μ与密度ρ的比值，用υ来表示，即

运动黏度的法定计量单位是斯（m2／s），记作St。由于该单位较大，故常采用非法定计量单位cSt（厘斯）来表示，它们之间的换算关系为1m2／s=106mm2／s=106cSt模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（2）运动黏度模块二液压流体力学基础

我国液压油的标号用油液40℃时的运动黏度平均值来表示。例如：牌号为L—HL32号的液压油，就是指这种油液在40℃时的运动黏度平均值为32cSt。

（3）相对黏度一般用恩氏粘度计来测定油液的相对黏度。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动我国液压油的标号用油液40℃时的运动黏度平均值来表示

3）黏度与温度的关系黏度与温度成反比。

（1）油温变化原因环境温度变化、液压系统发热。

（2）油温变化对系统的影响

若油温升高：油液黏度下降，泄漏增加，油液易氧化变质。

若油温下降：油液黏度上升，流动阻力增加，易堵塞狭小孔道。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动3）黏度与温度的关系模块二液压流体力学基础

液压油的黏温特性常用黏温指数VI（其值详见有关技术手册）来表示。VI越大，黏温特性越好。

4）黏度与压力的关系

黏度与压力成正比。

影响很小，一般忽略不计。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动液压油的黏温特性常用黏温指数VI（其值详见有关技术手

二、液压油的选用液压油既是传动介质，又兼具冷却、润滑、冲洗、防锈等作用。

（一）对液压油的使用要求l.具有适宜的黏度和良好的黏温特性；2.具有良好的热稳定性和氧化稳定性；3.具有良好的抗泡沫性和空气释放性；4.闪点要高，凝点要低；5.具有良好的抗磨性和防锈性；6.具有良好的抗乳化性；7.质量要纯净。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动二、液压油的选用模块二液压流体力学基础（二）液压油的品种模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（二）液压油的品种模块二液压流体力学基础

（三）液压油的选择l.品种的选择

港口设备常用普通液压油L-HL和抗磨液压油L-HM。

2.标号（黏度等级）的选择

选择因素：工作压力、运动速度、环境温度等。

通常根据液压泵的类型和要求选择黏度等级。详见表2－2。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（三）液压油的选择模块二液压流体力学基础模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动课题二液体静力学模块二液压流体力学基础

静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。

一、液体的静压力

液体在单位面积上所受的作用力称为压力。

p=F/A

压力与作用力成正比，与载面积成反比。

液压传动中所称的压力，实际上就是物理学中的压强。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，液体整体完

【分析】各种常用单位换算。

1MPa＝106Pa

1个大气压＝1.0133×105MPa≈105Pa

1kg/cm2＝0.98×104MPa≈105Pa

【结论】1个大气压≈1kg/cm2

【说明】在企业里，有时将kg/cm2读成公斤，虽不规范，但较为流行。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动【分析】各种常用单位换算。

二、压力的表示方法

●绝对压力：包含大气压力。●相对压力：又称表压力，相对压力=绝对压力-大气压力●真空度：当绝对压力低于大气压力时，绝对压力不足大气压力的那一部分值。

【分析】液压泵从油箱中吸油，油箱未完全封闭，求液压泵吸油口、压油口及油箱油面的三种压力。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动二、压力的表示方法模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动模块二液压流体力学基础模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

【分析】液压泵从油箱中吸油，油箱未完全封闭，液压泵吸油口绝对压力为0.6个大气压，压油口绝对压力为50个大气压，求液压泵吸油口、压油口及油箱油面的三种压力。模块二液压流体力学基础三、液体作用在平面和曲面上的力

1.液体作用在平面上

液体作用在平面上的力，等于液体压力与作用面积的乘积。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动三、液体作用在平面和曲面上的力模块二液

2.液体作用在曲面上

液体作用在曲面某一方向上的力，等于液体压力与该方向投影面积的乘积。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动2.液体作用在曲面上模块二液压流体力学基础模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动课题三液体动力学模块二液压流体力学基础一、流量和平均流速

1.两个假设（1）理想液体：既无粘性又不可压缩的液体；（2）稳定流动：流动液体中任一点的p、v和ρ都不随时间而变化流动。

2.流量和平均流速

通流截面——流束中所有与流线正交的截面（垂直于液体流动方向的截面）。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动一、流量和平均流速模块二液压流体力学

（1）流量

单位时间内通过某一通流截面的液体体积。

q＝V/t

【分析】单位有m3/s、l/min等，常用l/min。

【注意】此式为定义式，工程实际中难以用此式来做计算。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（1）流量模块二液压流体力学基础

（2）流速

因q＝V/t＝AL/t＝Av

故

v=q/A

【说明】由上式可知，当截面积一定时，流速与流量成正比；当流量一定时，流速与截面积成反比。【问题】为什么在医院挂水时，皮管流速与阀口通流截面积成正比？【说明】q=Av是流量计算的实际应用式。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（2）流速模块二液压流体力学基础

二、连续性方程

【分析】单位时间内流经管路任一截面液体质量处处相等。

【结论】液体在单个连续密封液流通道内稳定流动时，流量处处相等。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

【注意】液体分流、集流时，流入节点的流量等于流出节点的流量，即

Σq入＝Σq出。二、连续性方程【结论】液体在单个连续密封液流

【举例】单杆活塞式液压缸活塞直径D＝100mm,活塞杆直径d=50mm,进、回油管直径d0=20mm,输入流量q=100L/min,求进油管、活塞及回油管的速度v1、v、v2

。解：模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动【举例】单杆活塞式液压缸活塞直径D＝100mm,活

1.进油管流速m/s

2.活塞的运动速度m/s

3.回油管流速m/s模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动1.进油管流速m/s2.活塞的运动速度m/s模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动课题四液体流动时的压力损失模块二液压流体力学基础

一、液体的流动状态模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

层流：液体质点沿管路作直线运动，呈互不混杂的有层次流动；

紊流：液体质点呈紊乱、混杂状态的流动。

紊流的压力损失远比层流大得多。一、液体的流动状态模块二液压流体力学基础

二、沿程压力损失

Δp＝λ（l/d）ρv2/2

λ—沿程阻力系数，与油液的黏度等有关，查表或计算可得。

三、局部压力损失

Δp＝ξρv2/2

ξ—局部阻力系数，与局部装置的形状及油液的黏度等有关，查表可得。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动二、沿程压力损失模块二液压流体力学基础四、管路系统的总压力损失

系统总的压力损失为所有沿程压力与所有局部压力损失之和。

【推论1】在液压传动的压力油路内，液体如果没有流动，就没有压力损失，压力就处处相等。

【推论2】减少压力损失的方法：缩短长度、增大管径、减小流速或流量、降低油液黏度、减少局部装置数量、提高元件内表面质量。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动四、管路系统的总压力损失模块二液压流模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动课题五液压冲击和空穴现象模块二液压流体力学基础

液压冲击：液压系统中，由于某种原因（如速度急剧变化），引起压力突然急剧上升，形成很高压力峰值的现象。如：急速关闭自来水管时，水管可能发生振动和噪声。一、液压冲击模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动液压冲击：液压系统中，由于某种原因（如速度急

1.液压冲击产生的原因

（1）迅速使油液换向或突然关闭油路，使液体受阻，动能转换为压力能，使压力升高。（2）运动部件突然制动或换向，使压力升高。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

2.液压冲击的危害瞬间压力峰值远大于工作压力，引起振动、噪声，导致某些元件如密封装置、管路等损坏；使某些元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作。1.液压冲击产生的原因（1）迅速使

3.减小液压冲击的措施

（1）延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间；

（2）限制管道流速及运动部件速度；

（3）加大管道直径，尽量缩短管路长度；

（4）采用软管，以增加系统的弹性。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动3.减小液压冲击的措施（1）延长阀门

二、

气穴（空穴）现象气穴现象：液压系统中，由于某种原因（如速度突变），使压力降低而使气泡产生的现象。

1.产生原因

压力油流过节流口、阀口或管道狭缝时，速度升高，压力降低；液压泵吸油管道较小，吸油高度过大，阻力增大，压力降低；液压泵转速过高，吸油不充分，压力降低（如高空观缆）。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动二、气穴（空穴）现象气穴现象

混入气泡（轻微气穴）

空气

溶入气体分子（严重气穴）

蒸汽、汽泡（强烈气穴）2.气体来源模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

3.危害

（1）液流不连续，流量、压力脉动（2）系统发生强烈的振动和噪声（3）发生气蚀2.气体来源模块二液压

4.减小气穴的措施

（1）减小小孔和缝隙前后压降，希望p1/p2<3.5。（2）增大直径，降低高度，限制流速。

（3）管路要有良好密封性防止空气进入。

（4）提高零件抗腐蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小表面粗糙度。（5）整个管路尽可能平直，避免急转弯缝隙，合理配置液压元件。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动4.减小气穴的措施（1）减小小孔和缝隙前

1-主机；2-钻机；3-套管；4-锤式抓斗；5-钻架3.全套管钻机的总体结构及工作原理（1）.总体结构1-主机；2-钻机；3-套管；4-锤式抓斗；5-钻架3.（2）工作原理

a）用套管工作装置将套管一面沿圆周方向往复晃动，一面压入地层中；b）用落锤式抓斗取土；c）接长套管；d）当套管达到预定标高后，清孔并插入钢筋笼及水下混凝土导管；e）灌注水下混凝土，灌注的同时拔套管，直到灌注完毕（2）工作原理a）用套管工作装置将套管一面沿圆周方向往复晃二、旋转钻机

旋转钻机是采用下沉入孔中的钻头旋转切土的方式成孔的施工机械。1.分类、特点及适用范围1）分类旋转钻机按其钻孔装置可分为：（1）有钻杆钻机：这种钻机通过转盘旋转或悬挂动力头旋转带动钻杆，并传递动力到钻具切土，并可通过钻杆对钻具施加一定的压力，增加钻进能力。（2）无钻杆钻机（潜水钻机）：通过潜水电机旋转带动钻具切土，电机跟随钻具工作，潜入孔底，整个钻具以悬挂方式工作，故成孔垂直度好二、旋转钻机旋转钻机是采用下沉入孔中的钻

1-空压机；2-起重机；3-旋转弯管；4-风管；5-主动钻杆；6-转盘；7-液压泵；8-泥浆；9-钻杆；10、12-异径连接器；11-压重块；13-钻头；14-吸泥管；15-吸浆泵有钻杆钻机总体结构图1-空压机；2-起重机；3-旋转弯管；4-风管；5-主动钻钻孔机械和打桩机械课件无钻杆钻机总体结构图1-泥沙滤网；2-抽水泵；3-起重吊车；4-钢丝绳支架；5-RRC钻头；6-泥浆槽无钻杆钻机总体结构图1-泥沙滤网；2-抽水泵；3-起重吊车；钻机工作时影响其效率的主要环节之一是排渣，排渣分为正循环和反循环两大类：

①正循环：在钻进过程中，通过钢管或橡胶软管将水通入孔底，将钻渣漂浮至孔的上部自然排出。②反循环：在钻进过程中，向孔内补水，通过排渣管排渣，排渣的动力有空气反循环、泵吸反循环、泵举反循环。

2）特点及适用范围（1）有钻杆旋转钻机的特点和适用范围如下：①可以完成直径10cm直至几米的孔径；②对地层的适应性很强，只要变更钻头类型和对钻杆施加压力的大小，就可以应付各种软的覆盖层直到极硬的岩石，但对直径大于2/3钻杆内径的松散卵石层却无能为力；③具有噪声低和无振动的特点

钻机工作时影响其效率的主要环节之一是排渣，排渣注意事项：a）循环泥浆对环境和土壤的污染；b）通过部分卵石层时应配合冲击或冲抓方法施工；c）在地层中如果地下水流速很大，在3m/min以上时，必须采用一定的钢管护壁方式穿过此层的方法进行防护，以免塌孔（2）潜水钻机的特点和适用范围如下：①可以完成1～3m桩的施工。②无振动，无噪音。③施工经济孔深50m。④这种钻机由于钻头和钻压问题仅能在25MPa以内的覆盖层或风化软岩中钻孔，有较大的局限性。⑤一旦塌孔，处理将较为麻烦。注意事项：（2）潜水钻机的特点和适用范围如下：

1-柴油机（或电动机）；2-泥浆泵；3、4-主副卷扬机；5-滑轮；6-水龙头；7-钻塔；8-转盘；9-底架；10-万向轴

SPJ—300型钻机总体结构图

2.总体结构及工作原理1）转盘式钻机结构SPJ—300型钻机为拼装式转盘钻机，主要由转盘、主副卷扬机、柴油机或电机、钻塔、底架、泥浆泵和钻具组成1-柴油机（或电动机）；2-泥浆泵；3、4-主副卷扬机；5GZQ—1250A型潜水钻机主要由潜水电钻、钻架、钻杆、钻头、配重块、导向合箱、卷扬机、电缆卷筒、开关柜、泥浆泵等组成。

1-底盘；2-3T拉力杆；3-木垫板；4-开关柜；5-主卷扬机；6-副卷扬机；7-电缆卷筒；8-孔壁支撑；9-左下桅杆；10-左上桅杆；11-斜撑；12-天梁；13-天梁斜撑；14-固定滑轮；15-动滑轮；16-右上桅杆；17-弯头；18-钻杆；19-导向合箱；20-右下桅杆；21-滑道；22-潜水电钻；23-配重；24-钻头；25-6in胶管；26-铁门GZQ—1250A型潜水钻机主要由潜水电钻、钻架、钻杆、钻头三、螺旋钻机、冲击钻机、回转斗转机螺旋钻机长螺旋钻机：将切下来的土沿钻杆上的螺旋叶片上升而排到地面；

短螺旋钻机：将钻具提到地面反转排土

长螺旋钻机短螺旋钻机三、螺旋钻机、冲击钻机、回转斗转机螺旋钻机长螺旋钻机：将切冲击钻机冲击钻机用于钻孔灌注桩施工，尤其在卵石、漂石地层条件下它具有明显优点。冲击钻机冲击钻机用于钻孔灌注桩施工，尤其在卵石、漂石地层条件冲击钻机施工冲击钻机施工回转斗钻孔法主要用于钻孔桩施工，除岩层外对各种土层条件都适应。它是使用特制的斗式回转钻头，在钻头旋转时切土并进入土斗，待装满后，停止旋转并提升出孔外，打开土斗弃土。回转斗转机回转斗钻孔法主要用于钻孔桩施工，除岩层外对各种土层条件都适应回转斗转机施工回转斗转机施工第五节打桩机械一、振动沉拔桩锤振动沉拔桩锤是一种适合各种基础工程的沉拔桩施工机械。

1.分类及特点（1）按动力可分为:电动振动沉拔桩锤——耐振电动机液压振动沉拔桩锤——柴油发动机驱动液压泵—马达系统。（2）按振动器产生的频率可分为：低频（300～700rpm）中频（700～1500rpm）高频（2300～2500rpm）超高频（约6000rpm）（3）按振动偏心块的结构可分为：固定式偏心块可调式偏心块。第五节打桩机械一、振动沉拔桩锤振动沉拔桩锤是一种适合各种基2.主要结构及工作原理振动沉拔桩锤的主要结构有以下几个部分：悬挂装置、原动机、振动器、夹桩器和加压导向装置。

1）原动机：电动振动沉拔桩锤多采用鼠笼异步电动机作为原动机。2）振动器振动器是振动沉拔桩锤的振源。振动器——定向机械振动器：四轴振动器六轴振动器

单轴振动器2.主要结构及工作原理振动沉拔桩锤的主要结构有打桩机械打桩机械

1-悬挂装置；2-电动机；3-皮带张紧轮；4-振动器；5-加压导向装置；6-液压夹紧器；7-高压软管

振动锤结构图1-悬挂装置；2-电动机；3-皮带张紧轮；4-振动器；5-（1）双轴振动器1、3、5、6——固定偏心体；2、7——可动偏心体；4——起振轴（1）双轴振动器1、3、5、6——固定偏心体；（2）多轴振动器

具有两对轴或三对轴的振动器在构造上与双轴振动器相似。

（3）电动机式振动器电动机两端的轴颈上安装偏心块。

（4）单轴振动器装有偏心块的电动机1通过销轴2铰接在底板上，整个电动机可以绕销轴摆动。

（2）多轴振动器具有两对轴或三对轴的振动器在构造上与双轴振（5）振动冲击锤

①刚性式：振动器刚性连接在上锤砧上。振动器工作时上锤砧冲击下锤砧，把冲击力传给桩身。上、下锤砧的间隙越小冲击能量越大。当间隙调至零时，冲击能量达极大值。振动冲击锤主要有以下两种结构形式：②柔性式：刚性式振动冲击锤中，由于振动器和电动机与上锤砧刚性相连，在工作中，它们将受到冲击所产生的反作用

（5）振动冲击锤①刚性式：振动器刚性连接在上锤砧上。振动器3）夹桩器1-夹头体；2-护罩；3-油嘴；4-油缸；5-固定压块；6-活动压块；7-滑块；8-杠杆；9-活塞杆

液压夹桩器

3）夹桩器1-夹头体；2-护罩；3-油嘴；4-油缸；5-固二、冲击式打桩机械1.分类柴油锤、蒸汽锤和液压锤①导杆式柴油锤的构造：活塞固定，缸体为冲击体的柴油锤。结构简单，软土层中起动性好，适合于打小型桩；但润滑不好，耐磨性差2.主要结构、特点及工作原理1）柴油锤：导杆式和筒式柴油锤（1）柴油锤的构造二、冲击式打桩机械1.分类柴油锤、蒸汽锤和液压锤①导杆式柴导杆式柴油锤的构造：缸体固定，活塞为冲击体的柴油锤。常用的有：单作用筒式柴油打桩锤1、2-上下活塞；3、3/-上下气缸；4-燃料油箱；5-油泵；6-吸、排气孔；7-上碰块；8-保护盖；9-起落架；10-下碰块；11-导向板；12-散热片；13-保护套；14-缓冲橡胶垫；15-上气缸盖；16-桩锤吊钩；17-润滑油管；18-燃油管路；19-自动加油泵；20-安全卡板导杆式柴油锤的构造：缸体固定，活塞为冲击体的柴油锤。常用的筒式柴油打桩锤类型与主体结构1-上气缸；2-挡槽；3-上活塞；4-油室；5-渗油管；6-钩肩；7-导向环；8-下气缸；9-螺栓；10-油箱；11-供油泵；12-燃烧室；13-下活塞；14-油槽；15-活塞环；16-压环；17-外端环；18-缓冲圈；19-导杆；20-水箱；21-导向板；22-起落架；23-起动槽；24-上碰块；25-气缸盖；26-润滑油管；27-内衬圈；28-润滑油泵；29-油管筒式柴油打桩锤类型与主体结构1-上气缸；2-挡槽；3-（2）柴油锤工作原理1-缸体；2-上活塞；3-下活塞；4-燃油泵；5-桩帽；6-桩（2）柴油锤工作原理1-缸体；2-上活塞；3-下活塞；4-燃2）蒸汽锤蒸汽锤是利用饱和蒸气作为动力的冲击式打桩机械。单作用蒸汽锤分为双作用人工操作自动单作用蒸汽锤示意图

1-缸体；2-活塞；3-活塞杆；4-桩；5-活塞上腔空间；6-三通阀2）蒸汽锤蒸汽锤是利用饱和蒸气作为动力的冲击式打桩机

一、液压油的主要性质

1.密度

密度指单位体积液体的质，ρ=m/v，单位为kg/m3。

密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略不计。一般取液压油ρ=900kg/m3。

2.可压缩性在温度不变的情况下，液体受压力作用而发生体积缩小的性质。液体的可压缩性虽比钢材大100～150倍左右，但在实际工程应用中一般不考虑。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动一、液压油的主要性质模块二液压流体力学

2）限压、安全回路工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。模块七液压基本回路

港口机械液压与液力传动2）限压、安全回路模块七液压基本回路

2）限压、安全回路工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。模块七液压基本回路

港口机械液压与液力传动2）限压、安全回路模块七液压基本回路

2）限压、安全回路工况：溢流阀手柄较紧，正常情况下无油通过，只有在超载、制动、行程终了时溢流阀才有油通过。模块七液压基本回路

港口机械液压与液力传动2）限压、安全回路模块七液压基本回路

3.黏性1）黏性的物理本质液体受外力作用而流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为黏性.模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动3.黏性模块二液压流体力学基础

2）黏度

黏性的大小用黏度来表示。

（1）动力黏度

动力黏度又称绝对黏度，用μ来表示，它反映了液体接触层间内摩擦力的大小程度。由于μ与力有关，所以称为动力黏度。动力黏度的单位为Pa·s（帕·秒）。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动2）黏度模块二液压流体力学基础

（2）运动黏度

运动黏度是液体动力黏度μ与密度ρ的比值，用υ来表示，即

运动黏度的法定计量单位是斯（m2／s），记作St。由于该单位较大，故常采用非法定计量单位cSt（厘斯）来表示，它们之间的换算关系为1m2／s=106mm2／s=106cSt模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（2）运动黏度模块二液压流体力学基础

我国液压油的标号用油液40℃时的运动黏度平均值来表示。例如：牌号为L—HL32号的液压油，就是指这种油液在40℃时的运动黏度平均值为32cSt。

（3）相对黏度一般用恩氏粘度计来测定油液的相对黏度。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动我国液压油的标号用油液40℃时的运动黏度平均值来表示

3）黏度与温度的关系黏度与温度成反比。

（1）油温变化原因环境温度变化、液压系统发热。

（2）油温变化对系统的影响

若油温升高：油液黏度下降，泄漏增加，油液易氧化变质。

若油温下降：油液黏度上升，流动阻力增加，易堵塞狭小孔道。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动3）黏度与温度的关系模块二液压流体力学基础

液压油的黏温特性常用黏温指数VI（其值详见有关技术手册）来表示。VI越大，黏温特性越好。

4）黏度与压力的关系

黏度与压力成正比。

影响很小，一般忽略不计。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动液压油的黏温特性常用黏温指数VI（其值详见有关技术手

二、液压油的选用液压油既是传动介质，又兼具冷却、润滑、冲洗、防锈等作用。

（一）对液压油的使用要求l.具有适宜的黏度和良好的黏温特性；2.具有良好的热稳定性和氧化稳定性；3.具有良好的抗泡沫性和空气释放性；4.闪点要高，凝点要低；5.具有良好的抗磨性和防锈性；6.具有良好的抗乳化性；7.质量要纯净。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动二、液压油的选用模块二液压流体力学基础（二）液压油的品种模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（二）液压油的品种模块二液压流体力学基础

（三）液压油的选择l.品种的选择

港口设备常用普通液压油L-HL和抗磨液压油L-HM。

2.标号（黏度等级）的选择

选择因素：工作压力、运动速度、环境温度等。

通常根据液压泵的类型和要求选择黏度等级。详见表2－2。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（三）液压油的选择模块二液压流体力学基础模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动课题二液体静力学模块二液压流体力学基础

静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。

一、液体的静压力

液体在单位面积上所受的作用力称为压力。

p=F/A

压力与作用力成正比，与载面积成反比。

液压传动中所称的压力，实际上就是物理学中的压强。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，液体整体完

【分析】各种常用单位换算。

1MPa＝106Pa

1个大气压＝1.0133×105MPa≈105Pa

1kg/cm2＝0.98×104MPa≈105Pa

【结论】1个大气压≈1kg/cm2

【说明】在企业里，有时将kg/cm2读成公斤，虽不规范，但较为流行。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动【分析】各种常用单位换算。

二、压力的表示方法

●绝对压力：包含大气压力。●相对压力：又称表压力，相对压力=绝对压力-大气压力●真空度：当绝对压力低于大气压力时，绝对压力不足大气压力的那一部分值。

【分析】液压泵从油箱中吸油，油箱未完全封闭，求液压泵吸油口、压油口及油箱油面的三种压力。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动二、压力的表示方法模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动模块二液压流体力学基础模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

【分析】液压泵从油箱中吸油，油箱未完全封闭，液压泵吸油口绝对压力为0.6个大气压，压油口绝对压力为50个大气压，求液压泵吸油口、压油口及油箱油面的三种压力。模块二液压流体力学基础三、液体作用在平面和曲面上的力

1.液体作用在平面上

液体作用在平面上的力，等于液体压力与作用面积的乘积。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动三、液体作用在平面和曲面上的力模块二液

2.液体作用在曲面上

液体作用在曲面某一方向上的力，等于液体压力与该方向投影面积的乘积。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动2.液体作用在曲面上模块二液压流体力学基础模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动课题三液体动力学模块二液压流体力学基础一、流量和平均流速

1.两个假设（1）理想液体：既无粘性又不可压缩的液体；（2）稳定流动：流动液体中任一点的p、v和ρ都不随时间而变化流动。

2.流量和平均流速

通流截面——流束中所有与流线正交的截面（垂直于液体流动方向的截面）。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动一、流量和平均流速模块二液压流体力学

（1）流量

单位时间内通过某一通流截面的液体体积。

q＝V/t

【分析】单位有m3/s、l/min等，常用l/min。

【注意】此式为定义式，工程实际中难以用此式来做计算。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（1）流量模块二液压流体力学基础

（2）流速

因q＝V/t＝AL/t＝Av

故

v=q/A

【说明】由上式可知，当截面积一定时，流速与流量成正比；当流量一定时，流速与截面积成反比。【问题】为什么在医院挂水时，皮管流速与阀口通流截面积成正比？【说明】q=Av是流量计算的实际应用式。

模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动（2）流速模块二液压流体力学基础

二、连续性方程

【分析】单位时间内流经管路任一截面液体质量处处相等。

【结论】液体在单个连续密封液流通道内稳定流动时，流量处处相等。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

【注意】液体分流、集流时，流入节点的流量等于流出节点的流量，即

Σq入＝Σq出。二、连续性方程【结论】液体在单个连续密封液流

【举例】单杆活塞式液压缸活塞直径D＝100mm,活塞杆直径d=50mm,进、回油管直径d0=20mm,输入流量q=100L/min,求进油管、活塞及回油管的速度v1、v、v2

。解：模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动【举例】单杆活塞式液压缸活塞直径D＝100mm,活

1.进油管流速m/s

2.活塞的运动速度m/s

3.回油管流速m/s模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动1.进油管流速m/s2.活塞的运动速度m/s模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动课题四液体流动时的压力损失模块二液压流体力学基础

一、液体的流动状态模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动

层流：液体质点沿管路作直线运动，呈互不混杂的有层次流动；

紊流：液体质点呈紊乱、混杂状态的流动。

紊流的压力损失远比层流大得多。一、液体的流动状态模块二液压流体力学基础

二、沿程压力损失

Δp＝λ（l/d）ρv2/2

λ—沿程阻力系数，与油液的黏度等有关，查表或计算可得。

三、局部压力损失

Δp＝ξρv2/2

ξ—局部阻力系数，与局部装置的形状及油液的黏度等有关，查表可得。模块二液压流体力学基础

港口机械液压与液力传动二、沿程压力损失模块二液压流体力学基础四、管路系统的总压力损失

系统总的压力损失为所有沿程压力与所有局部压力损失之和。

【推论1】在液压传动的压力油路内，液体如果没有流动，就没有压力损