打桩机激振器毕业设计说明书

目录

第一章前言 (3)

1.1 桩工机械的分类和发展历程………………………………………………………

3

1.1.1 我国桩工机械的发展历程 (3)

1.1.2 国外桩工机械的发展历程 (4)

1.1.3 国内外振动打桩机的发展历程……………………………………………

4

1.2 振动打桩机的主要结构和工作原理………………………………………………

6

1.3 振动沉拔桩锤调频调矩技术研究现状…………………………………………

7

1.3.1 单极或两级调矩存在的问题………………………………………………

7

1.3.2 无极调频调矩的意义………………………………………………………

7

1.3.3 调频调矩机构研究现状 (7)

1.4 本课题的提出与主要的研究内容......................................................10第二章无极调频调矩振动桩锤结构分析 (11)

2.1 振动桩锤的原理分析 (11)

2.2 振动桩锤稳态特性调节分析 (11)

2.3 振动锤的主要参数的设计计算 (12)

2.3.1 激振器振幅 (13)

2.3.2 激振频率 (14)

2.3.3 激振力 (15)

2.3.4 偏心力矩的确定 (15)

2.3.5 振动功率..............................................................................16第三章振动器的结构设计 (19)

3.1 偏心块的设计 (19)

3.1.1 偏心块材料的选择 (19)

3.1.2 偏心块的结构设计 (19)

3.2 电动机选择 (20)

3.3 激振器齿轮设计 (20)

3.3.1 齿轮的结构形式 (21)

3.3.2 齿轮的结构设计 (21)

3.3.3 齿轮的受力分析 (21)

3.3.4 齿轮强度校核 (22)

3.3.5 齿轮的结构设计 (23)

3.4 主动轴的设计 (24)

3.4.1 确定主动轴的最小轴径 (24)

3.4.2 主动轴的结构设计 (25)

3.4.3 主动轴的强度校核 (26)

3.5 从动轴的结构设计 (27)

3.5.1 确定从动轴的最小轴径……………………………………………………

27

3.5.2 从动轴的结构设计 (28)

3.5.3 从动动轴的强度校核 (28)

3.6 轴承的选择 (30)

3.7 键连接的校核计算 (32)

3.8 联接螺栓的校核计算 (33)

3.9 减振弹簧的设计计算 (33)

3.9.1 减振弹簧的结构选择 (34)

3.9.2 选取螺旋弹簧的类型代号 (34)

3.9.3 选取弹簧的材料 (34)

3.9.4 圆柱螺旋弹簧的设计计算 (34)

3.10 箱体的设计.................................................................................36第四章总结与展望 (39)

4.1 论文总结 (39)

4.2 展望..........................................................................................39第五章心得体会 (40)

参考文献 (41)

致谢 (42)

第一章前言

1.1 桩工机械的分类和发展历程

桩工机械主要用于各种桩基础、地基改良加固、地下连续墙及其它特殊地基基础等工程的施工。按施工设施的不同，桩工机械又可以分为夯锤打桩机、静力沉桩机和振动桩锤。

夯锤打桩有柴油打桩机和蒸汽打桩机。由于使用不便，蒸汽锤早己基本被淘汰。柴油锤利用柴油燃烧产生的爆破力及锤的自由落体冲击力对桩进行打击，产生冲击机械能，克服土体对桩的阻力，破坏静力平衡状态，从而达到沉桩的目的。但柴油锤在施工过程中存在噪声大、振动大和油烟污染等缺陷，在城市建筑基础施工中，柴油锤的使用受到越来越多的限制。

静力沉桩机适应于软土地区桩基础施工。该方法以桩机自身的质量作为反作用力，利用液压油压力将桩强制性压入土中，工作过程无噪声、无振动、无空气污染，也可以实现拔桩，效率较高。

振动桩锤是通过偏心回转激振器产生纵向振动，利用桩土振动降低桩土摩擦力和桩端阻力，从而轻松地使桩下沉，它的突出优点是噪声小，此外，效率高、机器重量轻、造价低。该方法主要应用于各类钢板桩和钢管桩的沉拔作业，也可以用于混凝土桩施工。振动打桩机按动力可分为电动振动打桩机和液压振动打桩机。

1.1.1我国桩工机械发展历程

解放前，我国几乎没有桩工机械、打桩机制造业。20 世纪50 年代初期，我国基础施工全部使用旧中国从国外进口遗留下来的蒸气式打桩机和笨重的落锤。一五期间，由于国家重点建设工程的需要，我国开始仿制国外31t单作用和双作用蒸气式打桩机以及原苏联的BⅡ系列振动桩锤，开始有了以仿制为主的桩工制造业。厂家都是施工部门的修配厂，当时还没有专业的桩工机械、打桩机生产厂，所以50 年代是我国桩工机械、

打桩机行业的萌芽时期。60年代初，一机部成立第五局——工程机械局，将上海电工机械厂改为上海工程机械厂，定点生产桩工机械、打桩机，成为我国最早生产桩工机械、打桩机的专业生产厂。并将一机部建筑机械研究所第二研究室定为桩工机械、打桩机研究室，开始了我国自行研制桩工机械、打桩机的成长时期。70年代是我国桩工机械、打桩机行业发展时期，这个时期成立了桩工机械、打桩机行业组，有桩工机械、打桩机行业制造企业10余家，能生产4大类、30多个品种，年产量400余台。80 年代是我国桩工机械、打桩机行业壮大时期。1984 年成立了中国建筑机械化协会桩工机械、打桩机分会，有桩工机械、打桩机行业制造企业20余家，上海同济大学、哈尔滨建筑大学、南京建工学院、东北大学等高等院校也开始从事桩工机械、打桩机新产品、新技术、新原理的研究，能生产10 大类、50 多个品种、200 多种规格、型号的桩工机械、打桩机产品。90 年代是我国桩工机械、打桩机行业高速发展时期。行业制造厂家已发展到30 余家，并形成了部属研究所、企业研究所、院校研究所(室)3个层次的科研设计力量，能生产400多种规格、型号的桩工机械、打桩机产品，销售收入达6.5亿元。进入21 世纪后，随着我国各种基础设施建设和住房建设的快速发展，桩工机械、打桩机制造业及其市场得到了前所未有的高速发展，形成了几十家专业生产企业及上百个产品型号的规模。

1.1.2国外桩工机械的发展历程

世界上桩工机械比较发达的国家主要是德国、意大利、和日本，最先进的设备和工法一般也是这三个国家首先开发的。其次美国、英国、法国、荷兰等国的桩工机械也比较发达。在整个桩工机械市场上，宝峨、土力、卡萨格兰地的销售也是居世界前三。

1.1.3国内外振动打桩机的发展历程

振动打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振动机械的模型试验，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的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程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程中，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/l0~1/5就能将桩拔出，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用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加以区分，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。VP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机型，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