针对现有捣固装置捣固镐振幅不可调及捣固臂工作不独立而造成装置维修不便等问题,提出一种新型捣固装置,该装置采用16套液压激振机构分别激振16对捣固镐,各捣固臂工作相互独立。对捣固臂机构进行受力分析,并且基于虚拟样机技术及仿真软件平台Pro/E,创建装置模型,进行仿真研究。研究表明:捣固镐振幅和频率随液压缸行程和运动频率的改变而改变,当选取液压缸行程为4mm和8mm时,捣固镐振幅在4.38mm和7.80mm左右,频率在0～100Hz范围内。新型捣固装置实现了捣固镐振幅和频率的灵活调节。

针对国内捣固装置技术长期依赖引进,缺乏自主知识产权,通过对比分析Plasser,Matisa,Harsco 3家公司捣固装置的激振原理和结构特点,提出一种液压激振与夹持运动独立的捣固装置,以克服捣镐振动产生的夹持液压缸的摆动问题,并设计一种新型转阀来提高液压激振系统的频率和流量.通过建立捣固装置的数学模型,采用Matlab/Simulink软件进行研究.分析结果表明,当阀芯旋转频率为10 Hz,阀口轴向面积导通宽度为10 mm,阀芯沟槽的最大周向导通宽度为8 mm时,激振液压缸最大位移为4.2 mm,从而实现捣镐振幅为8.82 mm,激振频率为40 Hz的振动.阀口面积和激振液压缸位移的大小由阀口轴向面积导通宽度决定.当激振频率越大,激振液压缸位移和运动周期越小.