樁工機械的設計

第一章 前言

1.1 樁工機械的分類和發展歷程

樁工機械主要用于各種樁基礎、地基改良加固、地下連續墻及其它特殊地基基礎等工程的施工。按施工設施的不同，樁工機械又可以分為夯錘打樁機、靜力沉樁機和振動樁錘。

夯錘打樁有柴油打樁機和蒸汽打樁機。由于使用不便，蒸汽錘早己基本被淘汰。柴油錘利用柴油燃燒產生的爆破力及錘的自由落體沖擊力對樁進行打擊，產生沖擊機械能，克服土體對樁的阻力，破壞靜力平衡狀態，從而達到沉樁的目的。但柴油錘在施工過程中存在噪聲大、振動大和油煙污染等缺陷，在城市建筑基礎施工中，柴油錘的使用受到越來越多的限制。

靜力沉樁機適應于軟土地區樁基礎施工。該方法以樁機自身的質量作為反作用力，利用液壓油壓力將樁強制性壓入土中，工作過程無噪聲、無振動、無空氣污染，也可以實現拔樁，效率較高。

振動樁錘是通過偏心回轉激振器產生縱向振動，利用樁土振動降低樁土摩擦力和樁端阻力，從而輕松地使樁下沉，它的突出優點是噪聲小，此外，效率高、機器重量輕、造價低。該方法主要應用于各類鋼板樁和鋼管樁的沉拔作業，也可以用于混凝土樁施工。振動打樁機按動力可分為電動振動打樁機和液壓振動打樁機。

目錄

第一章  前言………………………………………………………………………………3

1.1  樁工機械的分類和發展歷程………………………………………………………3

    1.1.1 我國樁工機械的發展歷程…………………………………………………3

    1.1.2 國外樁工機械的發展歷程…………………………………………………4

    1.1.3 國內外振動打樁機的發展歷程……………………………………………4

1.2  振動打樁機的主要結構和工作原理………………………………………………6

1.3  振動沉拔樁錘調頻調矩技術研究現狀………………………………………… 7

    1.3.1 單極或兩級調矩存在的問題………………………………………………7

    1.3.2 無極調頻調矩的意義………………………………………………………7

    1.3.3 調頻調矩機構研究現狀……………………………………………………7

1.4  本課題的提出與主要的研究內容……………………………………………… 10

第二章 無極調頻調矩振動樁錘結構分析…………………………………………11

2.1  振動樁錘的原理分析……………………………………………………… ……11

2.2  振動樁錘穩態特性調節分析……………………………………………………11

2.3  振動錘的主要參數的設計計算…………………………………………………12

    2.3.1 激振器振幅…………………………………………………………………13

    2.3.2 激振頻率……………………………………………………………………14

    2.3.3 激振力………………………………………………………………………15

    2.3.4 偏心力矩的確定……………………………………………………………15

    2.3.5 振動功率……………………………………………………………………16

第三章 振動器的結構設計……………………………………………………………19

3.1  偏心塊的設計……………………………………………………………………19

    3.1.1 偏心塊材料的選擇…………………………………………………………19

    3.1.2 偏心塊的結構設計…………………………………………………………19

3.2  電動機選擇………………………………………………………………………20

3.3  激振器齒輪設計…………………………………………………………………20

    3.3.1 齒輪的結構形式……………………………………………………………21

    3.3.2 齒輪的結構設計……………………………………………………………21

    3.3.3 齒輪的受力分析……………………………………………………………21

    3.3.4 齒輪強度校核………………………………………………………………22

    3.3.5 齒輪的結構設計……………………………………………………………23

3.4  主動軸的設計……………………………………………………………………24

    3.4.1 確定主動軸的最小軸徑……………………………………………………24

    3.4.2 主動軸的結構設計…………………………………………………………25

    3.4.3 主動軸的強度校核…………………………………………………………26

3.5  從動軸的結構設計……………………………………………………………27

    3.5.1 確定從動軸的最小軸徑……………………………………………………27

    3.5.2 從動軸的結構設計.…………………………………………………………28

    3.5.3 從動動軸的強度校核.………………………………………………………28

3.6  軸承的選擇………………………………………………………………………30

3.7  鍵連接的校核計算………………………………………………………………32

3.8  聯接螺栓的校核計算……………………………………………………………33

3.9  減振彈簧的設計計算……………………………………………………………33

    3.9.1 減振彈簧的結構選擇.………………………………………………………34

    3.9.2 選取螺旋彈簧的類型代號.…………………………………………………34

    3.9.3 選取彈簧的材料.………………………………………………………34

    3.9.4 圓柱螺旋彈簧的設計計算.…………………………………………………34

3.10  箱體的設計………………………………………………………………………36

第四章  總結與展望……………………………………………………………………39

4.1  論文總結…………………………………………………………………… ……39

4.2  展望…………………………………………………………………………… …39

第五章  心得體會………………………………………………………………………40

參考文獻……………………………………………………………………………………41

致謝…………………………………………………………………………………………42