3747 液压静力压桩机液压系统改造-总体部分设计
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毕业设计(论文) 开题报告题目: 液压静力压桩机液压系统改造-总体部分设计课 题 类 别: 设计 学 生 姓 名:论文 学班号:级:专业(全称):指 导 教 师:200 年 月一、本课题设计(研究)的目的:1、通过自己本次对液压静力压桩机的学习、研究及设计工作,对我国的工程机械发展现状有一个深刻的了解;2、基于我的课题,在不断的查阅资料和思考过程中,逐渐把自己的理论知识转换成为实际有用的工作经验,并对今后的工作学习有全新的认识;3、锻炼自己的设计意识,通过独立思考和独立设计,了解设计方面的难点。二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述):在土木工程施工过程中,首先要进行的是基础施工。桩的基础是建筑施工特别是搞成建筑施工中最为常见的基础形式。桩的种类及其施工方法因上部建筑物或载荷情况不同而多种多样。其中,将预制桩完全依靠静载平稳、安静地压入软弱地基,是一种新型的桩基础施工方法1-3-静压桩工法。与锤击式打桩相比,静压桩工法由于具有非常明显的环保性,十几年来从广东珠江三角洲开始由南向北得到了迅速推广。液压静力压桩机就是实施静压桩法的关键施工设备。与锤击式打桩机相比,这种设备施工时具有无震动、无噪声、无油污飞溅等环境污染的特点,施工质量好、使用费用低,同时,静力压桩机也是具有中国特色的环保型桩工机械。液压静力压桩机分为“ 抱式液压静力压桩机 ”和“顶式液压静力压桩机”(对桩顶部施压进行压桩)两种。抱式液压静力压桩机压桩过程是通过夹持机构“抱” 住桩身侧面 ,由此产生摩擦传力来实现的;而顶压式液压静力压桩机则是从预制桩的顶端施压,将其压入地基的。这种新型压桩机发展至今,虽然尽显光芒,但是它毕竟是近几年发展起来的,难免有它的不足:一方面是,液压系统功率匹配难以符合压桩机实际的工况,底盘结构复杂,基本处于“大马拉小车 ”的工作状况,而且在高阻力阶段时,由于阻力大,导致整个工作机械的能量耗散大,工作效率较低;另外一个方面就是产品的适应能力较差,而且很长一段时间都没有改善,这给工程管理带来极大的不便,同时,夹桩可靠性问题始终没有从根本上得到解决,工程适应能力差,严重制约了静压桩技术的推广。通过对静力压桩机现状的研究及自身能力的考查,湖南山河智能机械股份有限公司是目前最为知名的该机种的发起人,它以中南大学为技术依托,针对上述问题,开发了高性能液压净力压桩机,并获得了 2003 年国家科技进步二等奖10。该该机主要包括 42项关键技术,其中准恒功率设计理论及其实施方案、边桩、角桩处理技术和多点均压式管桩夹桩技术 3 项为核心技术,它是目前国内既能实现高效节能,又可以解决实际问题 、提高施工质量的最实用的技术5-9。本次我的课题是基于液压静力压桩机液压系统提出的对其液压系统总体设计,液压技术相对于机械传动来说是一门新兴技术,应用于工程机械上,能进一步改善其传动效率.通过对这些资料的查阅,我对它发展至今的历程及研究现状有了一个综合的了解,在功率问题和适应性问题方面是非常值得考虑的,但是,我看好它的发展前景,因为它很适应中国乃至全球的状况,那就是高效、环保、节能11。三、设计(研究)的重点与难点,拟采用的途径(研究手段):设计难点:静力压桩机的主要静滞问题是功率适应问题跟产品适应性方面的问题;由于目前压桩机越来越大,最重可达 12000KN,对于较硬土质,管桩有可能仍然压不到设计标高,在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力,如果桩还是按常规配箍筋,桩顶混泥土抗拉不足开裂,产生垂直裂缝,为处理带来很大困难。另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层,没有经过渡层,桩机油压迅速升高,桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂,如果硬持力层面不平整,桩靴卡不进土引起桩头折断破碎,桩机油压又下降,再压时压力不稳定,吊线测量桩长发现比入土部分短4。处理上事前改进桩尖形式(圆锥形桩尖易滑),事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住,适当折减承载力设计值。设计重点:主要是设计选型和参数选择方面需要重视,设计部分可能遇到很多问题,比如油箱有效容积的计算跟液压缸厚度的验算等。3四、设计(研究)进度计划:目前,我的计划是先收集一些产品相关资料,并尽最大可能去实地的参观一下生产该项产品的领头羊-山河智能,因为它是现在静力压桩机核心技术的持有者,通过在适时的了解以及问答,尽力搜集一些液压系统设计方面的参数等资料,以弥补自身知识和阅历的缺陷,对自己设计将有很大的推动作用;其次,在设计方面应该有一些自己独到的见解和创新,虽然这意味着将有的难度是很大的,但是,作为一名即将毕业的大学生,对于他的本行,应该还是要有一定的努力 ,才能在今后的工作中有个立足之地;再次,在液压系统结构设计选型方面,力求配套,使它的工况更有利于机械的施工,本次,我查阅的资料主要的对象是 YZJ900,它是目前主流跟代表机型,满足很多种技术要求。对于不同的地质情况,预制桩压入地基时所受的阻力应该也是变化的,总的趋势是桩所受到的阻力随着桩被压入深度的增加而增大,对压桩的工况进行分析后,初次选用先导式控制阀,ZYJ900 型压桩机的额定压桩力为 2250KN,即处于额定工况时,其压桩液压缸单缸的负载为 2250KN。为此,对于我国目前对压桩机功率的要求,应该不低于它的压桩力,我的课题中额定压桩力为 8000KN,可以借鉴一下该产品的设计思路,接下来是主压桩回路的设计、夹桩回路设计、支腿升降回路的设计,一步一步地使系统完善,从而更好的完成本此也是大学期间的最后最有挑战性的学习任务。4五、参考文献:1、成大先主编.机械设计手册(第三版)M.北京:化学工业出版社,1994.42、章宏甲等主编.液压传动M.北京:机械工业出版社,1998.103、杨培元,朱福元主编.液压系统设计简明手册M.北京:机械工业出版社,1994.74、王金诺,于兰峰主编.起重运输机金属结构M.北京:中国铁道出版社,2005.55、朱建新,何清华等,准恒功率设计方法在液压静力压桩机中的应用J,中南工业大学学报,1999.46、朱桂华 ,胡均平等 ,静力压桩机优化多档压桩速度的液压系统设计 J, 建筑机械,2003.57、彭志明,陆栋,YZY 系列全液压桩机及在软土地区的施工J, 建筑机械,1999.48、周本祥,新型 6000KN 液压净力压桩机J,建筑机械 ,1997.19、陈九林,全液压静力压桩机J,建筑机械 1996.710、山河智能相关产品的参考资料11、 Dr.1.T.Hong,P.E. 、 Dr,E.C.Fitch,P.E. and so on,Hydraulic system modeling andsimulation-compend iums and prospects指导教师意见签名:教研室(学术小组)意见教研室主任(学术小组长)(签章):5月月日日6
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