无锡市沪航液压设备制造有限公司

1. 同步动作协调性的定义

2. 测试标准

• 国际标准：

• ISO 22163《土方机械 液压挖掘机和全回转套管钻机 安全要求》：规定在模拟实际工况下，使用压力传感器、位移传感器和速度传感器，监测回转、顶升、抓斗等动作。要求回转与顶升动作同步时，速度偏差≤±6%，位移偏差在 30 秒内≤8mm；抓斗开闭与套管提升协同动作时，时间差≤0.3 秒，且在设备满载（额定负载的 100%）和超载（额定负载的 110%）工况下均需满足上述指标。

• EN 16228《全回转套管钻机液压系统性能测试规范》：采用多通道数据采集系统，记录液压系统在启动、稳定运行、制动等阶段各执行元件的动作参数。在一个完整作业循环（如钻进 - 提管 - 抓土 - 卸土）中，各动作的同步误差累计不得超过 10mm（位移）或 0.5 秒（时间），并通过模拟不同地层阻力（如软土、硬岩）工况，检验同步协调性的稳定性。

• 中国标准：

• GB/T 3811《起重机设计规范》（适用于钻机相关液压动作部分）：要求在 CRD200 钻机液压系统调试和验收时，进行同步动作测试。以回转与顶升协同为例，在额定工况下，连续进行 10 次同步动作测试，每次测试中两者速度偏差平均值≤±5%，单次最大偏差≤±8%；同时，使用激光测距仪和时间计数器，测量抓斗与套管动作的位移和时间同步性，偏差需符合设备技术文件规定（一般位移偏差≤6mm，时间偏差≤0.25 秒）。

• JT/T 1183《公路桥梁施工用全回转套管钻机》：针对公路桥梁建设中使用的 CRD200 钻机，规定在不同施工阶段（如试桩、成桩），对液压系统同步动作进行监测。在成桩过程中，回转、顶升、抓斗等关键动作的同步协调性需满足：速度偏差在不同负载下（30%、60%、100% 额定负载）均≤±7%，位移偏差在每 10 分钟作业时间内≤10mm，以保证桥梁基础施工质量。

3. 工程应用意义

• 施工质量保障：

• 垂直度控制：在建筑桩基施工中，如高层住宅基础建设，套管垂直度至关重要（偏差要求≤0.5% 桩长）。CRD200 钻机液压系统同步动作协调性好，能确保回转与顶升动作精准配合，使套管垂直钻进，避免桩身倾斜（倾斜超标准会降低桩基承载能力 30% 以上）。例如，在某 30 层住宅桩基施工中，因液压系统同步性高，200 根桩垂直度全部合格，保障了建筑结构稳定性。

• 孔壁完整性：在地铁车站围护桩施工时，套管旋转与抓斗取土同步协调，可减少对孔壁扰动。如北京某地铁项目，采用 CRD200 钻机，由于液压系统同步动作误差小，孔壁坍塌率从传统设备的 5% 降至 1% 以下，提高了围护结构止水性能，避免周边土体沉降影响既有建筑安全。

• 施工效率提升：

• 高效协同作业：各执行元件同步协调，可缩短单个作业循环时间。如在市政管道顶管施工中，回转、顶升和抓斗动作紧密配合，每根套管钻进、取土、提升循环时间从传统设备的 15 分钟缩短至 10 分钟，日成孔数量从 8 根增加到 12 根，项目工期提前 20%。

• 减少设备损耗：同步协调性好能降低液压系统冲击和振动，延长设备使用寿命。例如，某水利工程使用 CRD200 钻机，因液压系统同步性佳，油缸、油管等关键部件维修周期从 3 个月延长至 6 个月，减少了设备停机维修时间，降低了维修成本。

4. 典型技术对比

5. 影响因素与优化方案

• 液压元件性能：

• 选用高精度比例阀（流量控制精度 ±2%）替代普通换向阀，精准调节各执行元件进油流量，提升同步性（如某型号比例阀可使速度偏差降低 30%）。

• 采用低泄漏柱塞泵（容积效率≥95%），稳定系统供油压力，减少因压力波动导致的动作偏差（压力波动从 ±0.5MPa 降至 ±0.2MPa）。

• 系统控制策略：

• 引入模糊自适应 PID 控制算法，根据负载变化实时调整各执行元件控制参数（响应时间≤0.05 秒），如在钻进硬岩时自动增加回转扭矩，同时协调顶升速度，维持同步性。

• 安装压力、位移、速度传感器（精度 ±0.5% FS），形成闭环控制系统，实时反馈动作数据，修正控制信号，使同步误差降低 50% 以上。

• 工程选型建议：

• 普通建筑场地选负载敏感液压系统，满足基本同步要求且成本适中；

• 地质条件复杂（如岩溶地层、卵砾石层）或对垂直度要求极高（如超高层桩基）的工程，选电液伺服液压系统，确保高精度同步动作，并搭配智能故障诊断系统（故障预警准确率≥90%），及时发现和解决同步性异常问题。