便携式打桩机激振器的设计【6张CAD图纸+毕业论文+任务书】

便携式打桩机激振器的设计32页 7400字数+论文说明书+任务书+6张CAD图纸【详情如下】主动轴.dwg从动轴.dwg任务书.doc便携式打桩机激振器的设计说明书.doc便携式打桩机激振器装配图.dwg大带轮.dwg小带轮.dwg齿轮.dwg便携式打桩机激振器的设计目录第一章绪论1.1其他团体对打桩机的研究1.1.1震动打桩机的原理1.1.2对偏心块和电动机的研究的1.2结论第二章总体设计2.1课程设计的要求2.2打桩机传动系统2.3设计参数第三章偏心轮设计3.1设计步骤3.1.1材料选择3.1.1用pro/engineer对偏心块进行机构设计3.2设计结果第四章齿轮设计4.1齿轮结构设计4.2齿轮强度校核第五章带轮传动设计5.1传送带的设计5.2带轮设计第六章轴的设计6.1轴的结构设计第七章 箱体设计7.1箱体的结构设计第八章参考文献第九章致谢第一章绪论1.1其他团体对打桩机的研究振动沉拔桩机是随着振动机械的发展而发展起来的，两位日本科技工作者曾进行了动机械的模型试验，他们在一载荷板上安装了激振器，载荷板在一定激振频率激振力作用下在土壤中下沉，发现了振动作用下土壤的“液化”现象，即通过振动可在相当度上减小土颗粒间的摩擦。1934 年俄国的巴尔喀教授首先将这一原理应用到建筑工中，他将一个激振器安装在管桩或板桩上使其振动，结果只用静拔桩力的 1/l01/5能将桩拔出，依据这一原理研制出了振动沉拔桩机。但是在苏联的建设工程中普遍使振动沉拔桩机还是在二次世界大战以后川。 如将苏联的振动沉拔桩机按照打入桩种类以区分，其主要类型为，以沉入 H 型钢桩、板桩为主的 BT 型、V 型、Vp 型和 VP 型。型振动沉拔桩机是1950年由列宁格勒铁路技术研究所泰塔尔尼可夫博士发展改进的型，它分为 1 型250 型数种，它对通常的土层，在深度 20m 以内，仅以振动即可沉入;对深度 20m 以上至 25m 以内，需定时清除管内积土才能沉入，对 25m 以上则要并用送气法或射水法进行沉入。vP型振动沉桩机1957年曾用于我国武汉长江大桥的管桩沉入工程， 由于在这一工程中仅以12个月的工期， 就完成了深达30-76m的管桩沉入工作，因而受到了国际上的关注。 同时在武汉长江大桥建设时期，我国试制了苏制 BII1 型振动桩锤，成为当时激振力最大的振动桩锤。20 世纪 60 年代，为南京长江大桥中 3.6 预制力混凝土管桩下沉，又研制了大型振动桩锤中一250型。激振力可达250kN。此后多年，国内振动桩锤的研制工作基本停步不前。近十多年来，由于石油工程及桥梁工程的需要，大型振动桩锤的研制有了新的进展，最引人注目的是北京建筑机械综合研究所与浙江振中机械厂联合研制的 DZJ 系列振动桩锤，这类振动桩锤的最大激振力已达 1800kN，电机功率为 240kW。他们由于采用了偏心力矩液压调整装置，使起动力矩为零，采用星一三角起动，对电网的冲击很小，深受用户的欢迎。  由于振动沉桩机具有优良的技术性能，尤其拔桩更显其独特的优越性，战后苏联发展起来的振动沉拔桩施工技术给世界各国产生了重要影响，推动了法国、德国、波兰、美国以及日本等国开始生产各种类型的振动沉拔桩机， 如西德的西恩克及明尤拉公司制造了以沉入和拔出钢管桩为主要目的的振动沉拔桩机;法国的曾尔.诺尔曼迪公司制造了可以使桩同时产生垂直振动和圆周运动的振动沉拔桩机，并制造了冲击式打桩机，可以沉入直径500600m，长度20m的钢管桩。   美国吉尔多困恩斯特拉克萧恩公司制作的振动打桩机，系以发明者波大依那的名字命名的称为“波大依那”打桩机，这种振动打桩机可0.783.26分钟的时间内，将前端封闭、 直径325mm、 长21.6m的钢管桩， 或以2.7 分钟的时间将前端封闭、 直径为914mm、长17.4m的钢管桩沉入地下，因而引起世界各国的关注。这种振动打桩机采用了接近于钢管固有频率，以每分钟 6000 转的高频率振动而引发桩共振的原理，它以 500HP 的汽油发动机作为动力，因此消耗功率相当大。   日本振动沉拔桩机的发展，是1906年以东洋棉花公司进口的苏联VP-1型振动打桩机为起点，第一次进口 30 台很快销售一空.在这种效果的刺激作用下，大发工业公司率先着手制作，接着日平产业、浦和重工、三菱重工、久保田铁工、丰田机械等多达十多家制造公司也相继投入生产，由此揭开了日本发展振动打桩机的序幕。其中日平产业是以制造功率在巧1530HP左右小型机械为主的制造厂， 所生产的打桩机仅适用于沉入78mm左右较短的板桩， 这种打桩机采用400一800rPm 的激振频率.由于其振动耗能低， 因而得到了较广泛的应用.然而，因这种机械的功率小，所以不仅不能打入 H 型钢和钢管等支承桩，就连拔出大型建筑工程使用的长钢桩也难以胜任。为了适应这种需要，日平产业又设法由对桩施加强制振动到施加振动冲击， 终于使得原来只靠强制振动不能拔出的钢桩得以成功拔出.丰田机械也以日平产业相同的设计原理，制成了振动冲击式打桩机。两者不同之处只是日平产业是利用空气垫蓄积向下运动能而增大向上运动能，以加大冲击时的冲量，而丰田机械则是利用橡胶垫。   对于振动冲击打桩机的看法，日本建调神户株式会社的研究人员认为，如果能够给桩体以与其固有频率相等的冲击频率，就会引发桩体的共振而提高拔桩效果。然而，像这样高的冲击频率，在实际上可不必一定要求它与固有频率相等，也可以是它的倍数，有了这样的倍振动频率，就可以通过振动打桩机的振动控制装置将其变换成冲击。而振动打桩的效果问题，归根结底是如何将桩体的强制振动传给和桩接触的土层，以引起土壤物理性能的改变，从而减小摩擦力。如果通过振动不足以使土壤发生变化，而桩和土的接触仍是固体摩擦，或者是固体粘接时，采用冲击法是必要的。但这样的土质情况不会经常遇到，通常仅以振动即可使土壤改变物理特性的情形占多数，问题的关键使如何选定足以使土壤产生变化的振动参数。 他们认为振动冲击式打桩机在工作范围上局限性很大，但具有较好的拔桩效果。   日本振动打桩机的发展在19061946年主要以仿制为主，之后对提高振动打桩机的贯入能力作了一些尝试，并取得了一定的成效。像三菱重工业公司生产的V一 5振动打桩机，曾在日本琵琶湖大桥工程中沉入了154 根直径1.2m及1.5m，长33m的大口径钢管桩作桥墩基础。 利用这种振动打桩机将所用桩在松软淤泥质粘土层和淤泥质砂土层内，沉入到23m的深度。而建调神户株式会社生产的KM2一12000型振动打桩机，曾以57分钟的时间，将直径 480 哑，长 29m 的前端封闭钢管桩贯入至 N 值(标准贯入值)50 以上的地层2m深。   对振动沉拔桩机的研究，早期关注的重点是振动沉拔桩机自身的参数对沉拔桩效果的影响，建立了一系列桩一土振动系统模型，并根据振动系统模型来确定振动沉拔桩机振动参数。像日本建调神户株式会社 1966 年以后生产的振动沉拔桩机，是把桩体视为均质弹性体的同时，把桩前端接触的地基视为弹性系数较小的弹性体，然后选参数;同时，在拔桩时，又把桩的周边视为被弹性系数较小的土所包裹，并假设这样的土和土之间有着弹性连接。因此，根据这种模型可以设想，由桩和土组成的振动系统，有着某固有的振动频率，如给它以适当频率的强制振动，即可引发桩的共振，这时就会因土的弹 性系数较小，使它的弹性在极短的时间内遭到破坏，从而带来土的塑性变形。这一振动体系的缺陷是，按照这种模型制作的振动沉拔桩机，在遇含水量低的土层或粘性较大的土层时，所需的拔桩时间较长。而美国“波大依那”打桩机的原理依据是，把土视为纯塑性变形，把桩视为均质弹性体，通过给桩体施加以和桩固有频率一致的强制振动，引发桩体产生共振，使桩产生最大限度的伸缩，然后对桩端施加以必要的压力，使桩迅速沉入地基土中tls.由于桩的固有频率很高，所以根据这种模型制作的振动沉拔桩机偏心轴转速也很高，功率消耗也很大。   振动沉拔桩机由桩架和振动桩锤两大部分组成，而振动桩锤对振动沉拔桩机的性能起着至关重要的作用。早期的振动桩锤为电机驱动，振动频率及偏心块偏心力矩不能调整。由于在不同的土层施工需要振动桩锤有不同的振动频率和振幅，随后又出现了偏心块偏心力矩和偏心轴转速可有级调整的振动桩锤， 即通过手动改变固定偏心块与活动偏心块间的夹角来调节偏心力矩:通过更换皮带轮或传动齿轮来改变偏心轴转速。电机驱动的振动桩锤存在着调速不便，体积大等缺点.随着液压技术的迅速发展和不断完善，液压马达驱动的振动桩锤应运而生，因液压马达与电动机相比具有调速方便，体积小，重量轻等优点，使得液压振动锤拥有强大的作业能力、优越的控制性和电动锤无法比拟的优越性。在发达国家，电动锤大部分已被液压振动锤所取代。但是在国内，液压振动锤才刚刚起步。1.1.1 震动打桩机的原理1.2振动桩锤的结构和工作原理 振动打桩机的振动锤主要由原动机、激振器和减振装置组成。（如图1-1所示） 1.原动机  原动机是振动打桩机的动力元件，一般采用异步电机，要求在强烈的振动状态下能可靠的运转，并且要有较高的启动力矩和过载能力。此外，振动桩锤也有采用液压马达的，可以实现无极调频。 2.激振器  激振器包括轴、偏心块、齿轮等，为了适应不同类型的桩锤以及土壤环境，可以采用改变偏心块中固定块与活动块之间的相位差来达到调矩的目的。（如图1-2所示） 3.减振器 为了避免将振动桩锤产生的振动传至桩架在吊钩与减震器之间必须减振，减振器一般是由压缩弹簧组成，由于弹簧的减振作用，使振动器所产生的较大振幅传速到吸振器时将大为减弱。因此，在沉、拔桩时可获得良好的减振效果。 4. 夹桩器 振动桩锤工作时必须与桩刚性连接，这样才能把振动桩锤所产生不断变化大小和方向的激振力传给桩体。因此，振动桩锤都有夹桩器，一般为于激振器的下面。夹桩器将桩夹紧，使桩与振动桩锤成为一体，一起振动。夹桩器有液压式、气动式和直接式。目前最常用的是液压式。 如下图1-1就是一个简单的激振器结构图 第八章参考文献1  濮良贵主编机械设计M第八版北京：高等教育出版社，2006 2  殷玉枫主编，机械设计课程设计M，北京：机械工业出版社，2006.63  邓星钟等编著，机电传动控制M ，武汉：科中科技大学出版社，2007.74  郭纪林主编，机械制图M，大连：大连理工大学 出版社 I 附件 2： 课程设计任务书 设计题目： 一种便携式打桩机激振器的设计 学生姓名 课程名称 专业课课程设计 专业班级 地 点 起止时间 设计内容及要求 据所给的激振力和激振频率设计相应的偏心块，要求尺寸合理，并且能够产生要求的激振力。 定齿轮的几何尺寸，并对齿轮进行受力分析，最后校核齿轮的强度。 定传动带的型号、根数、长度；确定带轮的结构尺寸。 动轴的设计及强度校核。 偏心块、齿 轮、带轮、主动轴、从动轴各画在一张 纸上；把激振器的装配图画在一张 纸上。 抄写，采用标准的统一格式。 进度要求 见附件。 参考资料 1 濮良贵主编机械设计第八版北京：高等教育出版社， 2006 2 吴宗泽主编机械零件设计手册第一版北京：机械工业出版社， 2004 3. 数据库中 相关文献资料。 其它 说明 1本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，教研室审批后交学院院备案，一份由负责教师留用。 2若填写内容较多可另纸附后。 3一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。 教研室主任： 指导教师： 2011 年 月 日 件： 一、 设计题目： 一种便携式打桩机激振器的设计 本设计旨在设计一种单层偏心块式的激振器，这种激振器是振动打桩机的核心装置，其结构简图如 下。 同 步 齿 轮偏 心 块箱 体轴带 轮始数据和技术要求： 激振力的选择： 激振频率的选择： r/ 三 、进度安排： 内 容 时间 阅读设计任务书，明确设计任务和应上交的资料；查阅相关资料，收集和阅读资料。 1 天 偏心块的设计 2 天 齿轮的设计 2 天 皮带传动的设计 2 天 激振器主动轴、从动轴的强度校核。 2 天 箱体的设计 2 天 作图 5 天 编写设计说明书 3 天 答辩和上交资料 1 天