打樁機(jī)起重裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、振動(dòng)樁錘是慣性振動(dòng)機(jī)械的一種，屬于振動(dòng)利用機(jī)械中的平面雙軸式激振器。振動(dòng)樁錘是利用機(jī)械振動(dòng)減少樁與土壤間的摩擦力，并依靠其自重或外加壓力作用下達(dá)到沉樁的目的。振動(dòng)樁錘分機(jī)械式和液壓式兩類，液壓振動(dòng)錘應(yīng)用較少。振動(dòng)樁錘采用機(jī)械式定向激振器。它由兩根裝有相同的偏心塊并相向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸組成，兩根軸上的偏心塊所產(chǎn)生的離心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力疊加。振動(dòng)樁錘具有貫入力強(qiáng)、沉樁質(zhì)量好、堅(jiān)固耐用 、故障少、結(jié)構(gòu)緊湊、低噪音、高效率、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。AbstractThe vibrationis one kind of the inertial oscillation machinery,

2、 belongs to in the vibration use machinery the plane double shaft type driver. The vibration uses friction to reducethe force between the mechanical vibrations pile and the soil, and depends upon it to be self-possessed or the sur- pressure function issues the goal. The vibration divides the mechani

3、cal type and the hydraulic pressure type two kinds, the hydraulic pressure vibration hammer application are less. The vibration uses the mechanical type direction detection driver. It is loaded with same and the opposite direction rotation axis by two is composed, on two axes produces the centrifuga

4、l force offsets or counteract one another in the horizontal side upward force component, but in vertical direction force component superimposition. The vibration mainly by the electric motor, the guide rod, the compression spring, horizontal beam reducing inspires, vibration, the belt pulley and so

5、on is composed. Has the penetrating power strongly, the quality of stake sinking is good, firm durable, the breakdown few, the structure is compact, the low noise, the high efficiency, does not have merit and so on pollution.Key words: Vibrates the machineryVibratory pile hammerthe inertial oscillat

6、ionthe spring reducing inspires目 錄摘要IABSTRACTII第1章緒論1第2章振動(dòng)機(jī)械的用途、分類、工作原理及構(gòu)造2振動(dòng)機(jī)械的用途和分類22.1.1 振動(dòng)機(jī)械的組成2振動(dòng)機(jī)械的用途32.1.3 振動(dòng)機(jī)械的分類4慣性振動(dòng)機(jī)械的工作原理與構(gòu)造52.2.1 慣性激振器的形式5線性或近似線性的近共振類慣性機(jī)械12非線性慣性振動(dòng)機(jī)械13沖擊式慣性振動(dòng)機(jī)械14樁工機(jī)械的分類和工程應(yīng)用14樁工機(jī)械的分類15樁工機(jī)械在工程技術(shù)中的應(yīng)用15振動(dòng)樁錘的工作原理和構(gòu)成15振動(dòng)樁錘的工作原理15振動(dòng)樁錘的構(gòu)成17沉樁原理18第3章電機(jī)的選擇和計(jì)算20選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)綜合考慮的問(wèn)題20選擇

7、電動(dòng)機(jī)20第4章振動(dòng)樁錘的主參數(shù)計(jì)算22激振力的計(jì)算22計(jì)算實(shí)際振幅23根據(jù)提供的頻率選擇工作土壤的類型23振幅A的確定23計(jì)算實(shí)際偏心力矩24功率的計(jì)算25第5章減振彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算27減振彈簧的結(jié)構(gòu)選擇27選取螺旋彈簧的類型代號(hào)27選取彈簧的材料并確定其主要性能參數(shù)27圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算27確定單根彈簧的最大工作載荷27選擇旋繞比28計(jì)算鋼絲直徑28計(jì)算彈簧中徑28計(jì)算彈簧圈數(shù)29計(jì)算試驗(yàn)載荷30自由高度30彈簧的節(jié)距31彈簧的螺旋角31彈簧的穩(wěn)定性驗(yàn)算32彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算32共振驗(yàn)算33第6章V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算35帶的計(jì)算35帶輪材料和尺寸的確定35第7章經(jīng)濟(jì)分析與資源分析39結(jié)論40

8、參考文獻(xiàn)41專題論文42致謝49附錄1中文譯文50附錄2英文原文64第1章緒論在一般情況下，振動(dòng)是一種不需要的、有害的現(xiàn)象，應(yīng)該加以消除或隔離；但在某些場(chǎng)合，振動(dòng)式需要的和有益的，應(yīng)該加以利用。振動(dòng)有益的場(chǎng)合很多，例如，各種樂(lè)器的振動(dòng)，可形成美妙的樂(lè)音，感動(dòng)人們；人類及高等動(dòng)物的耳膜振動(dòng)、聲帶振動(dòng)。心臟搏動(dòng)及呼吸運(yùn)動(dòng)，則是與生命現(xiàn)象緊密聯(lián)系的振動(dòng)；在工程技術(shù)中，各種振動(dòng)機(jī)械利用振動(dòng)完成許多特殊的工藝過(guò)程；在日常生活中，許多振動(dòng)機(jī)具幫助人們擴(kuò)展自己的工作能力。隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的飛速發(fā)展，樁基礎(chǔ)已從木樁逐漸發(fā)展為鋼筋混凝土樁或鋼樁。?；A(chǔ)的施工方法和施工機(jī)械也有了巨大的發(fā)展。樁的類型大體上可分為兩大

9、類：預(yù)制樁和就地灌注樁。預(yù)制樁主要采用錘擊的方法將其打入土壤中。其施工機(jī)械也從剛開(kāi)始?jí)嬪N、蒸汽錘和柴油錘，發(fā)展到振動(dòng)錘。振動(dòng)錘是結(jié)合我國(guó)具體特點(diǎn)計(jì)算的新型產(chǎn)品，是公路、橋梁、機(jī)場(chǎng)、建筑等基礎(chǔ)施工的理想設(shè)備。具有貫入力強(qiáng)、沉樁質(zhì)量好、堅(jiān)固耐用 、故障少、結(jié)構(gòu)緊湊、低噪音、高效率、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。DZ振動(dòng)錘主要用于有動(dòng)力電源的各建筑工地和港口、地下鐵道、橋梁、高層建筑等樁基施工工程。它是廣泛適用于丘陵、平原、干填土和湖泊地區(qū)、池塘淤泥層以及各種松土基礎(chǔ)用袋裝沙井、塑料紙板等工法加固軟基的設(shè)備。第2章 振動(dòng)機(jī)械的用途、分類、工作原理及構(gòu)造振動(dòng)機(jī)械在工程技術(shù)中的用途很廣泛，如振動(dòng)加工，振動(dòng)拉絲，振動(dòng)壓印

10、，物料的篩分、破碎、輸送等。最近30多年來(lái)，應(yīng)用振動(dòng)原理而工作的機(jī)械（簡(jiǎn)稱振動(dòng)機(jī)械）得到了迅速的發(fā)展，它們?cè)诘V山和冶金工廠、選煤廠、化工廠、發(fā)電廠、鑄造廠、建筑工地、水泥廠，以及糧食和食品加工廠中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已用于手工業(yè)生產(chǎn)中的振動(dòng)機(jī)械有幾十種之多，例如，振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)、振動(dòng)篩、概率篩、振動(dòng)離心脫水機(jī)、振動(dòng)冷卻機(jī)、振動(dòng)球磨機(jī)、振動(dòng)光飾機(jī)、振動(dòng)落砂機(jī)、振動(dòng)成型機(jī)、振動(dòng)夯土機(jī)、振搗器、振動(dòng)壓路機(jī)、振動(dòng)沉拔樁機(jī)、振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)和各種形式的激振器等。這些振動(dòng)機(jī)在工業(yè)的各個(gè)部門(mén)中已發(fā)揮了重要的作用。2.1.1 振動(dòng)機(jī)械的組成振動(dòng)機(jī)械通常是由激振器、工作機(jī)體及彈性

11、元件三個(gè)部分組成（2-1a）。用以產(chǎn)生周期變化的激振力，使工作機(jī)體產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)。常用的激振器有慣性激振器、彈性連桿式激振器、電磁式激振器、液壓式或氣動(dòng)式激振器，以及凸輪式激振器等。 如輸送槽、篩箱、臺(tái)面和平衡架體等。但在 一些振動(dòng)機(jī)中無(wú)平衡架體。為了完成各種工藝過(guò)程，它們通常作周期性的運(yùn)動(dòng)。3.彈性元件（彈簧） 包括隔振彈簧（其作用是支承振動(dòng)機(jī)體，使機(jī)體實(shí)現(xiàn)所要求的 振動(dòng)，并減小傳給基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)架的動(dòng)載荷）、主振彈簧（即共振彈簧或稱蓄能彈簧）和連桿彈簧（傳遞激振力等）。在一些振動(dòng)機(jī)械中無(wú)彈性元件。振動(dòng)機(jī)械與其它類型的機(jī)械相比，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、重量較輕、金屬消耗量少、成本低、能耗小、安

12、裝方便、維修容易等。某些振動(dòng)機(jī)械也存在著振幅不夠穩(wěn)定、調(diào)整復(fù)雜、傳給地基的振動(dòng)較大、零部件工作壽命較短及噪聲較大等缺點(diǎn)。利用振動(dòng)的槽體（或管體），可使物料沿指定方向作滑行運(yùn)動(dòng)或拋擲運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到輸送物料的目的。用管體封閉的振動(dòng)輸送機(jī)，能輸送含有矽塵的礦物及其它有害或有毒的物料，有利于環(huán)境保護(hù)和人體健康。這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其它輸送設(shè)備所不能比擬的。2.物料的篩分、選別、脫水、冷卻和干燥因?yàn)檎駝?dòng)可使物料松散地和均勻地分布于工作面上，同時(shí)在振動(dòng)面上物料受重力（在離心力場(chǎng)中則為離心力）、沖擊力、摩擦力和慣性力的頻繁作用，所以在輸送物料的過(guò)程中，可有效地完成諸如篩分、脫水、冷卻和干燥等各種工藝過(guò)程；在溜槽、滑

13、道中安置適當(dāng)?shù)膿蹊F或缺口，還可完成工件的排序或選別。3.物料的破碎、粉磨，物件的清理和工件的光飾利用振動(dòng)可使物料（或物件）內(nèi)部的裂紋易于形成，并迅速展開(kāi)；利用振動(dòng)可加劇物料（或物件）與研磨介質(zhì)之間的相互摩擦和撞擊，從而可有效地實(shí)現(xiàn)破碎或粉磨物料，完成物件清理、鑄件落砂和工件（或刀具）光飾等各種工藝過(guò)程。利用振動(dòng)可以顯著減小物料的內(nèi)摩擦系數(shù)，增加其“流動(dòng)性”，因而是物料易于成型與緊實(shí)。5.土壤或砂石對(duì)夯實(shí)、振搗及沉拔樁等利用振動(dòng)可減小土壤、砂石和其它混合物的內(nèi)摩擦力，可降低土壤對(duì)貫入物體（樁或管）的阻力，因而可有效地完成夯土、壓路、振搗和沉拔樁等工作，并可大大減輕工人對(duì)體力勞動(dòng)。6.儀器、機(jī)器及

14、其零件的測(cè)試?yán)眉ふ衿鲗?duì)機(jī)體進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)；利用振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)或振動(dòng)測(cè)量?jī)x測(cè)定儀器、機(jī)器及其零部件的參數(shù)；利用振動(dòng)原理對(duì)回轉(zhuǎn)零部件進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)等。利用振動(dòng)可以加快鑄件或焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成晶粒重新排列的過(guò)程，縮短消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)時(shí)間等。可以預(yù)料，振動(dòng)機(jī)械的用途將會(huì)不斷擴(kuò)大，其規(guī)格和品種將會(huì)日益增多。它們?cè)谖覈?guó)實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化的過(guò)程中將會(huì)發(fā)揮更大對(duì)作用。2.1.3 振動(dòng)機(jī)械的分類利用合適的激振器、驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)面、工作管體或槽體以實(shí)現(xiàn)要求的振動(dòng)，達(dá)到處理特定的物料或物件，完成一定工藝過(guò)程的機(jī)械，稱為振動(dòng)機(jī)械，它是振動(dòng)利用中重要而應(yīng)用廣泛的一部分。對(duì)振動(dòng)機(jī)械進(jìn)行分類的目的是：按照振動(dòng)機(jī)械對(duì)類型，分別地對(duì)它們進(jìn)行分析

15、研究，找出它們的共性與特性，便于了解與掌握各種振動(dòng)機(jī)械的特點(diǎn)，以使他們得到更合理的使用。振動(dòng)機(jī)械可以按照它們的用途、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分類。表2-1按用途對(duì)振動(dòng)機(jī)械進(jìn)行了分類，并列舉了各種常見(jiàn)振動(dòng)機(jī)械的名稱。2.按驅(qū)動(dòng)裝置（激振器）的形式分類（1）慣性式振動(dòng)機(jī)（圖2-1）它是由慣性激振器驅(qū)動(dòng)。慣性激振器通常是由偏心塊、主軸、軸承和軸承座等所組成（圖2-1b）。工作機(jī)體的振動(dòng)是由偏心塊回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的周期變化的離心力引起的。目前慣性式振動(dòng)機(jī)在工業(yè)部門(mén)中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，慣性振動(dòng)篩、振動(dòng)球磨機(jī)、振動(dòng)落砂機(jī)、振動(dòng)成型機(jī)和振動(dòng)振搗器等。圖2-1 慣性式振動(dòng)機(jī)a）慣性振動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)圖 b）慣性激

16、振器1激振器 2工作機(jī)體 3彈性元件4偏心塊 5主軸 6軸承和軸承座（2）彈性連桿式振動(dòng)機(jī)它是由彈性連桿式激振器驅(qū)動(dòng)的，彈性連桿式激振器是由偏心軸、連桿及鏈桿端部的彈簧所組成。工作機(jī)體借彈性連桿激起振動(dòng)。目前用于工業(yè)中的該類振動(dòng)機(jī)有彈性連桿式振動(dòng)輸送機(jī)、振動(dòng)冷卻機(jī)和重介質(zhì)振動(dòng)溜槽機(jī)等。彈性連桿式振動(dòng)機(jī)構(gòu)通常用于長(zhǎng)度較大的振動(dòng)機(jī)中。（3）電磁式振動(dòng)機(jī)它是由電磁激振器驅(qū)動(dòng)的。電磁激振器是由鐵心、線圈及銜鐵所組成。交流電流或脈動(dòng)電流通過(guò)線圈，使電磁鐵產(chǎn)生周期變化的電磁吸力，從而使工作機(jī)體產(chǎn)生振動(dòng)。目前用于手工業(yè)中的該類振動(dòng)機(jī)有電磁振動(dòng)給料機(jī)、電磁振動(dòng)輸送機(jī)、電磁振動(dòng)篩和電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)等。（4）其它振

17、動(dòng)機(jī)他們由風(fēng)動(dòng)式激振器、液壓式振動(dòng)器和凸輪式振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。該類振動(dòng)機(jī)與前述三類振動(dòng)機(jī)的工作原理及計(jì)算方法有所不同。表2-2是按照動(dòng)力學(xué)特性對(duì)振動(dòng)機(jī)械進(jìn)行分類。分為線性非共振類振動(dòng)機(jī)、線性近共振類振動(dòng)機(jī)、非線性振動(dòng)機(jī)、沖擊式振動(dòng)機(jī)。除了按照前述特性進(jìn)行分類外。還常常按照振動(dòng)質(zhì)體對(duì)數(shù)目及自由度的數(shù)目對(duì)振動(dòng)機(jī)進(jìn)行分類。2.2.1 慣性激振器的形式慣性振動(dòng)機(jī)是由帶偏心塊的慣性激振器驅(qū)動(dòng)的。慣性激振器可分為以下幾種。單軸式慣性激振器有兩種結(jié)構(gòu)，一種如圖2-2a所示，一種如圖2-3所示。它通常產(chǎn)生沿圓周方向變化的激振力。當(dāng)軸兩端的偏心塊具有不同的安裝相位時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生沿圓周方向變化的激振力偶。圖2-2 各種慣

18、性激振器a）單軸式慣性激振器 b）、c）雙軸式慣性激振器d）多軸式慣性激振器圖2-3 單軸式圓盤(pán)偏心塊激振力幅值P=mr（N），r=e表2-1 振動(dòng)機(jī)械按用途分類類 別用 途機(jī) 器 名 稱輸送物料類物料輸送、給料、預(yù)防料倉(cāng)起拱、作閘門(mén)用振動(dòng)給料機(jī)；水平振動(dòng)輸送機(jī)；振動(dòng)料斗；垂直振動(dòng)輸送機(jī)；倉(cāng)壁振動(dòng)器選分冷卻類篩分、選別、脫水、冷卻、干燥振動(dòng)篩；共振篩；彈簧搖床；慣性四軸搖床；重介質(zhì)振動(dòng)溜槽；振動(dòng)離心搖床；振動(dòng)離心脫水機(jī)；槽式振動(dòng)冷卻機(jī)；塔式振動(dòng)冷卻機(jī)；振動(dòng)干燥機(jī)研磨清理類粉磨、光飾、落砂、清理、除灰振動(dòng)球磨機(jī)；振動(dòng)光飾機(jī)；振動(dòng)落砂機(jī)；振動(dòng)除灰機(jī)；礦車清底用振動(dòng)器成型緊實(shí)類成型、緊實(shí)石墨電極振動(dòng)

19、成型機(jī)；耐火磚振動(dòng)成型機(jī)；混凝土預(yù)制件振動(dòng)成型機(jī)；振動(dòng)造型機(jī)振搗打樁類夯土、振搗、壓路、沉拔樁、挖掘、裝載、鑿巖振動(dòng)夯土機(jī)；插入式振搗器；附著式振搗器；振動(dòng)壓路機(jī)；振動(dòng)沉拔樁機(jī)；電鏟振動(dòng)斗齒；振動(dòng)裝載機(jī)；風(fēng)動(dòng)或液壓沖擊器試驗(yàn)測(cè)試類測(cè)示、試驗(yàn)試驗(yàn)用激振器；振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)；動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)；振動(dòng)測(cè)試儀器其 他振動(dòng)時(shí)效等振動(dòng)時(shí)效用振動(dòng)臺(tái)圖2-2b所示對(duì)雙軸式慣性激振器對(duì)兩軸，通常作反方向等速回轉(zhuǎn)，所以當(dāng)兩軸上的偏心塊質(zhì)量及偏心距相等時(shí)，在y-y方向上兩軸偏心塊產(chǎn)生的慣性力互相抵消，因此，該激振器將產(chǎn)生一個(gè)直線的、大小變化的激振力。當(dāng)軸兩端的偏心塊具有不同的安裝相位時(shí)（圖2-2c），還會(huì)產(chǎn)生定向周期變化的激振

20、力偶。平面雙軸式激振器激振力的產(chǎn)生如圖2-4所示。圖2-4 平面雙軸式慣性激振器 激振力幅值P/N=2r，=0最常見(jiàn)的為圖2-2d所示的四軸式慣性激振器，通常產(chǎn)生兩種頻率的激振力。目前單軸式和雙軸式慣性激振器得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，多軸式慣性激振器僅在少數(shù)機(jī)器中應(yīng)用。2.2.2 線性或近似線性的非共振類慣性振動(dòng)機(jī)械該類振動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：1）振動(dòng)機(jī)的彈簧剛度為常數(shù)或近似于常數(shù)。2）機(jī)器在遠(yuǎn)離共振的狀態(tài)下工作，工作頻率與固有頻率之比，通常在210范圍內(nèi)選取。3）由于固有頻率遠(yuǎn)小于工作頻率，所以彈簧的剛度很小，因而，傳給地基的動(dòng)載荷小，振動(dòng)機(jī)有良好的隔振性能。4）振動(dòng)機(jī)通常采用單質(zhì)體振動(dòng)系統(tǒng)，構(gòu)造比

21、較簡(jiǎn)單。由于該類振動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、隔振良好等優(yōu)點(diǎn)，目前在工業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。（1）單軸慣性振動(dòng)篩 單軸慣性振動(dòng)篩的篩箱通常作圓周振動(dòng)或近似于圓形的橢圓運(yùn)動(dòng)。它通常用于選礦廠、選煤廠、水泥廠和化工廠，對(duì)各類物料進(jìn)行篩分。（2）振動(dòng)球磨機(jī) 振動(dòng)球磨機(jī)用于物料的細(xì)磨與超細(xì)磨，其粉碎細(xì)度可達(dá)幾微米。目前它在粉末冶金工廠、化工廠及其他工廠中，得到了比較廣泛的應(yīng)用。（3）振動(dòng)光飾機(jī) 振動(dòng)光飾機(jī)常用來(lái)去除機(jī)械加工件、沖壓件和鍛鑄件的毛刺和氧化皮，也可用作工件的尖邊倒圓、除銹和拋光等加工。此外，這種加工方法還可以磨去刃具的虛刃，進(jìn)而延長(zhǎng)它的使用壽命。表2-2 振動(dòng)機(jī)械按動(dòng)力學(xué)特性分類表振動(dòng)機(jī)類型動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的

22、特點(diǎn)常用激振器對(duì)形式振 動(dòng) 機(jī) 名 稱線性非共振類振動(dòng)機(jī)線性或近似于線性非共振（）慣性激振器、風(fēng)動(dòng)式激振器、液壓式激振器等單軸或雙軸慣性振動(dòng)篩；自同步概率篩；自同步振動(dòng)給料機(jī)；雙軸振動(dòng)輸送機(jī)；雙軸振動(dòng)落砂機(jī)；單軸振動(dòng)球磨機(jī)；慣性式振動(dòng)光飾機(jī)；慣性振動(dòng)成型機(jī)；插入式振搗器；振動(dòng)壓路機(jī)；慣性式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)；慣性振動(dòng)冷卻機(jī)線性近共振類振動(dòng)機(jī)線性或近似于線性近共振（）慣性激振器、彈性連桿式激振器、電磁激振器等電磁振蕩給料機(jī)；慣性式近共振給料機(jī)；彈性連桿式、慣性式及電磁式近共振輸送機(jī)；線性共振篩；槽式近共振冷卻機(jī)；振動(dòng)爐排；現(xiàn)行振動(dòng)離心脫水機(jī)；電磁式螺旋振動(dòng)上料機(jī)非線性振動(dòng)機(jī)非線性、非共振（），或近共振（

23、）慣性式激振器、彈性連桿式激振器、電磁式激振器非線性振動(dòng)給料機(jī)；非線性振動(dòng)輸送機(jī)；非線性共振篩；彈簧搖床；振動(dòng)離心搖床；附著式振搗器；非線性振動(dòng)離心脫水機(jī)；振動(dòng)沉拔樁機(jī)沖擊式振動(dòng)機(jī)非線性、非共振（），或近共振（）慣性激振器、電磁式激振器、風(fēng)動(dòng)式或液壓式激振器等蛙式振動(dòng)夯土機(jī)；振動(dòng)鉆探機(jī)；振動(dòng)錘鍛機(jī)；沖擊式電磁振動(dòng)落砂機(jī)；沖擊式振動(dòng)造型機(jī)；振動(dòng)夯土機(jī)（拋離式）；風(fēng)動(dòng)式?jīng)_擊器；液壓式?jīng)_擊器（4）插入式振搗器 單個(gè)插入式振搗器通常用于振搗小型的混凝土制件。在大型工程中，可應(yīng)用多個(gè)振搗器聯(lián)合工作。（5）振動(dòng)料斗 振動(dòng)料斗將各種松散物料向受料裝置給料，廣泛用于各工業(yè)部門(mén)。（6）單軸式慣性圓錐破碎機(jī) 慣性

24、圓錐破碎機(jī)應(yīng)用范圍廣泛，除在粉末冶金工業(yè)中用于破碎金屬碎屑、硬質(zhì)金屬切割片和粒狀金屬外，尤其成功的用于耐火材料及不同的建筑材料的破碎。例如，在金屬和鋼鐵碎片的連續(xù)再處理廠，每小時(shí)可破碎的粉末50-70kg。用慣性破碎機(jī)粉碎造紙用的纖維半制品，比用傳統(tǒng)的盤(pán)式墨跡效果好得多。慣性破碎機(jī)在冶金、建材、陶瓷、造紙、食品、廢棄物的加工處理，以及其它許多工業(yè)部門(mén)中的道理廣泛的應(yīng)用。這對(duì)于破碎作業(yè)工藝的改革、降低能耗、提高生產(chǎn)率都具有實(shí)際意義。（7）振動(dòng)壓路機(jī) 振動(dòng)壓路機(jī)與早期使用的依靠靜壓的壓路機(jī)相比，用于宰割做工成長(zhǎng)引入了振動(dòng)，大大地提高了工作效率。振動(dòng)壓路機(jī)是修建高速公路、一般道路、機(jī)場(chǎng)、大壩等工程中

25、不可缺少的機(jī)械設(shè)備。（1）振動(dòng)成型機(jī)(振動(dòng)臺(tái)) 這種振動(dòng)機(jī)是鋼筋混凝土構(gòu)件廠的主要成型機(jī)械，用于大批生產(chǎn)空心板、排版以及厚度不大頂梁柱構(gòu)件等。（2）振動(dòng)篩 振動(dòng)篩用于篩分一些松散得易分離的材料的部分。（3）振動(dòng)樁機(jī) 用于振動(dòng)沉拔樁的振動(dòng)樁機(jī)如圖2-5所示，該類機(jī)械用于將樁沉入土壤和將已沉入土壤中的樁拔出。（4）雙激振器振動(dòng)圓錐破碎機(jī) 這種破碎機(jī)較之單軸式振動(dòng)圓錐破碎機(jī)，能獲得粒度特性好的破碎產(chǎn)品。在對(duì)硬度較低的鵝卵石和硬度較高的巖石破碎試驗(yàn)中，給料粒度小于40mm，排料粒度小于3mm的80以上，小于5mm的在90以上，破碎產(chǎn)品為晶粒體，片狀體和粉狀體極少，完全達(dá)到君主制砂的要求。（5）振動(dòng)烘干

26、機(jī) 振動(dòng)烘干機(jī)可用于糧食、藥材、食品等的烘干作業(yè)中。（6）垂直振動(dòng)輸送機(jī) 振動(dòng)輸送機(jī)常用于物料的冷卻與輸送，每臺(tái)機(jī)器的最大輸送高度一般為6-8m。其輸送量一般不大于20th。目前應(yīng)用于工業(yè)中的線性近共振式慣性振動(dòng)機(jī)械有振動(dòng)爐排、慣性共振式給料機(jī)、慣性共振式振動(dòng)輸送機(jī)、慣性式共振篩等。這類振動(dòng)機(jī)械具有以下特點(diǎn)：1）彈性元件（彈簧）的剛度為常數(shù)或近似于常數(shù)，所以可按線性振動(dòng)系統(tǒng)或近似于線性系統(tǒng)進(jìn)行分析研究。2）振動(dòng)機(jī)械主振系統(tǒng)的頻率比為，一般為0.751.3（常用的為0.750.95），即機(jī)器在近共振情況下工作。單隔振系統(tǒng)的頻率比通常仍按遠(yuǎn)超共振的狀態(tài)進(jìn)行選擇，通常取210。3）由于在近共振狀態(tài)下

27、工作，所需的集鎮(zhèn)力較小，通常為非共振類振動(dòng)機(jī)所需激振力的1/21/8，因而其傳動(dòng)部機(jī)構(gòu)緊湊，尺寸小而且耐用。4）當(dāng)采用單質(zhì)體振動(dòng)系統(tǒng)時(shí)。由于缺少隔振彈簧，所以會(huì)將較大的動(dòng)載荷傳給地基。當(dāng)采用雙質(zhì)體系統(tǒng)時(shí)，雖然可以采用隔振措施，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)器重量也會(huì)相應(yīng)增大。5）近共振振動(dòng)機(jī)械工作點(diǎn)（頻率比）的調(diào)整，要比非共振類振動(dòng)機(jī)械復(fù)雜一些。圖2-5 振動(dòng)樁機(jī)1底座 2立柱 3斜撐4雙軸激振器 5）頂部滑輪組工業(yè)用非線性慣性振動(dòng)機(jī)械，可分為硬特性非線性振動(dòng)機(jī)械和軟特性非線性振動(dòng)機(jī)械兩類。硬特性非線性振動(dòng)機(jī)械的主振固有頻率隨振幅的增加而增大，軟特性非線性振動(dòng)機(jī)械地主真固有頻率隨振幅的增加而減小。非線性振動(dòng)

28、機(jī)械具有以下特點(diǎn)：1）彈性元件具有非線性的性質(zhì)，即彈性力與位移的關(guān)系，并非是直線關(guān)系，彈簧剛度不是常數(shù)。2）非線性振動(dòng)機(jī)械與線性振動(dòng)機(jī)械相比，具有較大的振動(dòng)加速度（在頻率與振幅相同的條件下），這有利于提高機(jī)器的工藝指標(biāo)。3）硬特性非線性振動(dòng)機(jī)械工作機(jī)體的振幅，比線性振動(dòng)吉祥物定得多，使該種振動(dòng)機(jī)械有較良好的工作性能。4）某些軟特性非線性振動(dòng)機(jī)械可以獲得不對(duì)稱的速度曲線，這對(duì)完成某些工藝過(guò)程（如搖床選礦）是必不可少的。5）對(duì)非線性振動(dòng)機(jī)械，可以很方便地利用增減彈簧預(yù)壓量的方法（對(duì)彈性力為曲線變化的壓縮彈簧），或利用調(diào)整彈簧間隙的方法（對(duì)帶有間隙的非線性彈簧），來(lái)改變機(jī)器的工作點(diǎn)（頻率比）。非線性

29、慣性振動(dòng)機(jī)械包括：非線性慣性共振篩、非線性臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)、彈簧搖床和振動(dòng)離心搖床等。前兩種為硬特性非線性共振機(jī)械，后兩種為軟特性非線性振動(dòng)機(jī)械。利用沖擊振動(dòng)的機(jī)械有蛙式夯土機(jī)、振動(dòng)錘鍛機(jī)、振動(dòng)鉆探機(jī)、沖擊式振動(dòng)落砂機(jī)、沖擊式振動(dòng)造型機(jī)等。沖擊式振動(dòng)機(jī)械是非線性振動(dòng)機(jī)械的一個(gè)特例。根據(jù)理論計(jì)算與試驗(yàn)都可以證明，沖擊情況下物體產(chǎn)生的加速度，比一般線性振動(dòng)機(jī)械工作的最大加速度大幾倍、幾十倍，甚至幾百倍。因而利用沖擊可以產(chǎn)生很大的沖擊力，這對(duì)壓實(shí)土壤，使物體產(chǎn)生塑性變形，巖石發(fā)生破壞或碎裂，促使鑄件上的型砂剝落都是十分重要的。本次設(shè)計(jì)的DZ振動(dòng)樁錘是振動(dòng)樁機(jī)的主要組成部分，如前所述，振動(dòng)樁機(jī)屬于雙

30、軸式慣性振動(dòng)機(jī)械，是樁工機(jī)械的一種。建筑物的全部載荷都要通過(guò)基礎(chǔ)傳遞給地基。基礎(chǔ)大體可分直接基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)。其中樁基礎(chǔ)具有承載力大，沉積量小和施工方便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于手工業(yè)與民用建筑、橋梁、港口、海上井臺(tái)以及軟地基加固等基礎(chǔ)工程中。樁工機(jī)械是直接完成各種樁基礎(chǔ)的施工機(jī)械，由樁錘或鉆具與樁架組成。樁工機(jī)械按預(yù)制樁和灌注樁施工方式的分類及特點(diǎn)見(jiàn)表2-3。樁工振動(dòng)機(jī)械主要用于基礎(chǔ)的夯實(shí)、振搗與沉拔樁。利用振動(dòng)可減小土壤、砂石和其他混合物的內(nèi)摩擦力，可降低土壤對(duì)貫入物體（樁或管）的阻力，因而可有效地完成夯實(shí)、壓路、振搗、沉拔樁等。DZ振動(dòng)錘主要用于有動(dòng)力電源的各建筑工地和港口、地下鐵道、橋

31、梁、高層建筑等樁基施工工程。它是廣泛適用于丘陵、平原、干填土和湖泊地區(qū)、池塘淤泥層以及各種松土基礎(chǔ)用袋裝沙井、塑料紙板等工法加固軟基的設(shè)備。振動(dòng)樁錘是利用機(jī)械振動(dòng)減少樁與土壤間的摩擦力，并依靠其自重或外加壓力作用下達(dá)到沉樁的目的。振動(dòng)樁錘分機(jī)械式和液壓式兩類，液壓振動(dòng)錘應(yīng)用較少。振動(dòng)樁錘采用機(jī)械式定向激振器。它由兩根裝有相同的偏心塊并相向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸組成，如圖2-6所示。兩根軸上的偏心塊所產(chǎn)生的離心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力疊加，其合力成為激振力，其方向是激振器兩軸連線的垂直方向，大小周期性變化，樁在這一激振的力作用下沿其縱向軸線產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，克服阻力而沉入土中。表2-3 樁

32、工機(jī)械的分類及特點(diǎn)類型施工方式類 別主 要 特 點(diǎn)預(yù)制樁施工機(jī)械打入法柴油打樁機(jī)施工性能好，使用方便，在預(yù)制樁施工中使用最廣泛，但有振動(dòng)、噪聲及油煙污染。筒式柴油樁錘的軟土起動(dòng)性能差汽動(dòng)打樁機(jī)以蒸氣或空氣為動(dòng)力，配套設(shè)備龐大，但可作為低公害、超大型的施工機(jī)械液壓打樁機(jī)以液壓為動(dòng)力，沖擊力可以調(diào)節(jié)，而且低公害，可以在水下打樁振動(dòng)法振動(dòng)沉拔樁機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，效率較高，但在緊密粘土、粉沙及卵石中效果較差壓入法壓樁機(jī)以靜壓力壓樁，工作時(shí)噪聲低，無(wú)振動(dòng)，但設(shè)備笨重灌注樁施工機(jī)械取土成孔法長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)可連續(xù)切土和排土，成孔速度快，適于地下水位較低的地區(qū)施工反循環(huán)鉆孔機(jī)將切下來(lái)的土制成泥漿后排出，適于

33、地下水位較高地區(qū)及大直徑的深基礎(chǔ)施工回轉(zhuǎn)斗鉆孔機(jī)以伸縮鉆桿連接的鉆斗斷續(xù)取土，在地下水位較低的地區(qū)可免去泥漿護(hù)壁全套管鉆孔機(jī)在沖抓斗取土的同時(shí)將鋼管壓入土中，設(shè)備較復(fù)雜，成孔速度慢，但對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)能力較強(qiáng)擠土成孔法與預(yù)制樁施工機(jī)械相同將鋼管打入土中，然后邊拔管邊灌注混凝土。通常采用振動(dòng)樁錘，一般適用于直徑在500mm以下的樁其他施工機(jī)械軟地基處理振沖器以水平振動(dòng)力擠壓周圍土體及填料，以提高地基承載力深層攪拌樁機(jī)就地將軟土與輸入的水泥漿強(qiáng)制攪和，使之硬結(jié)為水泥土粉噴攪拌樁機(jī)就地將軟土與噴入的水泥等填料強(qiáng)制攪和使之硬結(jié)地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻鉆機(jī)以多軸鉆切土，制成泥漿后排出，施工時(shí)無(wú)振動(dòng)，低噪聲，

34、效率較高地下連續(xù)墻抓斗采用抓斗取土，泥漿護(hù)壁，在地質(zhì)條件適宜時(shí)可干式取土圖2-6振動(dòng)樁錘1原動(dòng)機(jī) 2減振器 3激振器振動(dòng)樁錘主要由原動(dòng)機(jī)、激振器和減震器等組成。 振動(dòng)樁錘一般采用異步電動(dòng)機(jī)，但要求電動(dòng)機(jī)能在強(qiáng)烈的振動(dòng)狀態(tài)下可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，其次是要有較高的起動(dòng)力矩和過(guò)載能力，故應(yīng)選用耐振電動(dòng)機(jī)。此外，振動(dòng)樁錘也有采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)頻。 一般激振器都采用定向機(jī)械激振器，為了適應(yīng)不同類型的樁以及沉拔樁的要求，可以用改變偏心塊中固定塊與活動(dòng)塊之間的相互位置來(lái)達(dá)到調(diào)整偏心力矩的目的，調(diào)整頻率可以采用改變傳動(dòng)比的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 為了避免將振動(dòng)樁錘產(chǎn)生的振動(dòng)傳至樁架，在吊鉤與激振器之間必須減振。減

35、振器一般由壓縮彈簧組成，但也可采用減振橡膠。沉樁原理有強(qiáng)迫振動(dòng)與土壤共振、強(qiáng)迫振動(dòng)與土樁系統(tǒng)共振、強(qiáng)迫振動(dòng)與樁體共振以及振動(dòng)沖擊幾種理論，它們分別是中頻振動(dòng)錘、高頻振動(dòng)錘、超高頻振動(dòng)錘以及振動(dòng)沖擊錘的設(shè)計(jì)原理。如強(qiáng)迫振動(dòng)與土樁系統(tǒng)共振理論可將振動(dòng)錘、樁和土壤的系統(tǒng)簡(jiǎn)化為圖2-7所示的單自由度的振動(dòng)系統(tǒng)。以振動(dòng)體靜止時(shí)自然平衡位置為零點(diǎn)。列出振動(dòng)體微分方程式后進(jìn)行推導(dǎo)，并令，可得出振動(dòng)體的振幅式中 激振器的角頻率（） r偏心塊的偏心距（m）激振體的自振圓頻率（）激振體的質(zhì)量（kg）m偏心塊的總質(zhì)量（kg）阻尼系數(shù)圖2-7 振動(dòng)體系由此可得出：（1）當(dāng)Z較大時(shí)（），振幅趨近于一定值，這是設(shè)計(jì)振動(dòng)錘

36、所要求的。（2）當(dāng)時(shí)（），振幅最大，即是共振工況，這時(shí)偏心力矩不變也可使振幅增大，但不穩(wěn)定。第3章電機(jī)的選擇和計(jì)算1、根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動(dòng)機(jī)類型。2、根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和啟動(dòng)頻繁度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定通風(fēng)冷卻方式。所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般去0.80.9。3、根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。4、根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓級(jí)數(shù)和類型。5、根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最

37、高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程性能的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，考慮運(yùn)行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行和維修費(fèi)用、生產(chǎn)過(guò)程中前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素。根據(jù)參考文獻(xiàn)7中表16-1-5、16-1-6、16-1-8、16-1-20可知：振動(dòng)樁錘的電動(dòng)機(jī)屬于帶周期性變動(dòng)負(fù)載的機(jī)械或啟動(dòng)條件沉重的無(wú)調(diào)速要求的機(jī)械，故而采用繞線型電動(dòng)機(jī)。電機(jī)外殼防護(hù)為IP44。根據(jù)振動(dòng)頻率和所需電機(jī)功率，并參照文獻(xiàn)7中表16-1-44，選擇YH系列高轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)。該系列電動(dòng)機(jī)

38、是Y（IP44）派生系列，轉(zhuǎn)差率高，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小，機(jī)械特性軟，能承受沖擊載荷。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用高電阻鋁合金制造。冷卻方式為IC0141，B級(jí)絕緣。所選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及主要參數(shù)如表3-1所示。表3-1 所選電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)型 號(hào)同步轉(zhuǎn)速1500YH280S-4額 定 功 率75在額定功率時(shí)轉(zhuǎn)速1395電流A144負(fù)載持續(xù)率15轉(zhuǎn)差率7效率86功率因數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量質(zhì)量kg562根據(jù)公式計(jì)算工作時(shí)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速：=式中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（） 額定功率 =75kW額定轉(zhuǎn)速 =1480r/min實(shí)際功率 =60kW實(shí)際轉(zhuǎn)速（r/min）將數(shù)據(jù)代入公式得=1116r/min，。第4章振動(dòng)樁錘的主參數(shù)計(jì)算振動(dòng)

39、樁錘采用機(jī)械式定向激振器。它由兩根裝有相同的偏心塊并相向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸組成，兩根軸上的偏心塊所產(chǎn)生的離心力在水平方向上的分力互相抵消，而垂直方向上的分力疊加，其合力即激振力F=2式中偏心塊的質(zhì)量（kg）r 偏心塊的偏心距（m）激振器的角頻率（）=30離心力與垂線的交角（）激振力的計(jì)算激振力F是反映振動(dòng)樁錘綜合能力的參數(shù)，樁在土中沉入時(shí)，激振器的激振力F必須大于樁與土之間的摩擦阻力。根據(jù)給定的參考參數(shù)，當(dāng)=90時(shí)，激振力幅值=276kN，將數(shù)據(jù)代入公式F=2可得到=15.54kg·m。又2r= (=A=)可得激振體質(zhì)量=3250kg。按照表4-1和給的參考振動(dòng)頻率值：，不難看出該振動(dòng)樁錘所配

40、套的振動(dòng)打樁機(jī)的工作土壤類型是：塑性粘土及含砂粘土。激振器振幅是影響樁在土中沉入的主要因素。當(dāng)振幅很小時(shí)，沉入并不發(fā)生，只有當(dāng)振幅超過(guò)某一定植時(shí)，才可能實(shí)現(xiàn)沉樁。表4-1 振動(dòng)頻率參考表地層類型最佳頻率含飽和水的砂石土100200塑性粘土及含砂粘土90100堅(jiān)實(shí)粘土7075含礫石的粘土6070含砂的礫石土5060任務(wù)書(shū)中給的振幅值是A9.5mm，實(shí)際振幅的計(jì)算公式如下， （4-1）（，）式中同上激振體的自振圓頻率（）激振體的質(zhì)量（kg）同上 同上阻尼系數(shù)（）對(duì)于減振彈簧應(yīng)滿足減振條件：3，取=4，可得。一個(gè)質(zhì)量、n（n=8）個(gè)彈簧并聯(lián)組成的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率=由此式可得彈簧剛度=。又彈簧的

41、內(nèi)阻力系數(shù)，將數(shù)據(jù)帶入此式中可得阻尼系數(shù)因此將以上計(jì)算所得數(shù)據(jù)代入公式（4-1）得實(shí)際計(jì)算振幅。激振器偏心力矩的大小對(duì)振動(dòng)樁錘的性能又至關(guān)重要的影響，偏心力矩愈大，克服硬質(zhì)土層的能力愈強(qiáng)。計(jì)算公式將=15.54kg·m，代入上式得。功率包括維持振動(dòng)所需的功率和機(jī)械損耗的功率，振動(dòng)樁錘的總功率 （4-2）在非共振工況時(shí)振動(dòng)所耗的功率 （4-3） （4-4）式中m振動(dòng)樁錘偏心塊的總質(zhì)量（kg），相位角（），即振幅滯后于激振力的角度其他同前將各參數(shù)數(shù)值代入公式（4-4）計(jì)算得出相位角。因此，將計(jì)算所得數(shù)值代入公式（4-3）可得振動(dòng)所消耗的功率=35.49kW。機(jī)械損耗功率大部分消耗在軸承的

42、摩擦發(fā)熱上，其消耗的功率式中考慮其他機(jī)械損耗的系數(shù)，滾動(dòng)軸承的當(dāng)量摩擦系數(shù)，滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑，其他參數(shù)同前將數(shù)據(jù)代入公式可得機(jī)械損耗的功率=4.48kW。然后把和的數(shù)值代入公式（4-2）可得振動(dòng)樁錘的總功率=39.97kW。第5章減振彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算彈簧剛度在前面已經(jīng)算出：=。減振彈簧一般是壓縮彈簧，選取圓形截面的螺旋壓縮彈簧，其主要性能與應(yīng)用：特性線呈線性，剛度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用較廣，在機(jī)械設(shè)備中多用作緩沖，減振，以及儲(chǔ)能和控制運(yùn)動(dòng)等。根據(jù)參考文獻(xiàn)4中表11-2-1選取彈簧類型：冷卷壓縮彈簧Y，兩端圈并緊并磨平，支承圈數(shù)。根據(jù)彈簧所受載荷特性及要求，選取B類油淬火回火硅錳合金彈簧鋼

43、絲，許用應(yīng)力參照文獻(xiàn)5中表8-10按受類載荷的彈簧考慮，其（0.350.4）。材料的抗拉強(qiáng)度與鋼絲直徑有關(guān)。這里使用的減振彈簧的鋼絲直徑比較大，所以1600，再由文獻(xiàn)5中表2-103得切變模量G。取試驗(yàn)切應(yīng)力。最大工作載荷：對(duì)上彈簧取最大加壓力 ； 對(duì)下彈簧取最大拔樁力。根據(jù)文獻(xiàn)5中初選旋繞比C5，則曲度系數(shù)。計(jì)算鋼絲直徑公式為將參數(shù)值代入公式中得到上彈簧鋼絲直徑29.97mm；下彈簧鋼絲直徑33.5mm。參照表5-1選取系列值，30mm，35mm。表5-1彈簧材料直徑系列（mm）第一系列10121620253035404550607080計(jì)算公式為由此可得上彈簧中徑450mm；下彈簧中徑17

44、5mm。參照表5-2選取系列值，150mm，170mm。計(jì)算彈簧圈數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)5中表8-13中式，得到彈簧圈數(shù)計(jì)算公式n代入?yún)?shù)值可得上彈簧圈數(shù)10.5圈；下彈簧圈數(shù)13.4圈。按照表5-3選取系列值，10.5圈。13.5圈。兩端各取1圈支承圈，則彈簧的總?cè)?shù)由公式得上彈簧總?cè)?shù)12.5圈；下彈簧總?cè)?shù)15.5圈。表 5-2 圓截面材料彈簧中徑D系列（mm）1234567891012141618202225263035384245485025255586065707580859095100105110115120125130135140145150160170180190200210220230

45、240250260270280290300320340360380400450500550600650700表5-3壓縮彈簧的有效圈數(shù)n系列（圈）234567891015161820222528305.2.6計(jì)算試驗(yàn)載荷根據(jù)式,得上下彈簧的試驗(yàn)載荷分別為，。因?yàn)椴捎玫氖荵型端部結(jié)構(gòu)，受力均勻性好。其自由高度計(jì)算公式節(jié)距t的估算公式是式中0.1d，f工作載荷下彈簧的形變量，。對(duì)上彈簧，有形變量133mm，節(jié)距45.7mm，自由高度524.9mm。對(duì)下彈簧，有形變量167mm，節(jié)距50.8mm，自由高度738.3mm。參照表5-4取系列值，550mm，750mm。表5-4 壓縮彈簧自由高度尺寸系列

46、（mm）45678910111213141516171819202224262830323538404245485052555830657075808590951001051101151201301401501601701801902002202402602803003203403603804004204504805005205505806006206506807007207507808008509009501000節(jié)距計(jì)算公式代入數(shù)據(jù)，得上下彈簧的節(jié)距分別為48mm，52mm。螺旋角計(jì)算公式如下將前面計(jì)算所得數(shù)據(jù)代入上式中，可得上下彈簧的螺旋角分別為5.8°，5.5°。符

47、合一般要求。上下彈簧均采用兩端固定支承，其高徑比計(jì)算公式因此，上下彈簧的高徑比分別為3.7，按照文獻(xiàn)5中表7-3所列可知上下彈簧的高徑比b均小于極限高徑比5.3，滿足穩(wěn)定性要求。對(duì)于變載荷作用次數(shù)次彈簧，必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度可靠度計(jì)算，以預(yù)防可能出現(xiàn)的疲勞斷裂。由于振動(dòng)樁錘實(shí)在900r/min左右的高速下帶動(dòng)偏心塊旋轉(zhuǎn)，形成上下振動(dòng)進(jìn)行沉、拔樁作業(yè)的振動(dòng)彈簧在動(dòng)載荷作用下工作，所以必須進(jìn)行疲勞可靠性計(jì)算。計(jì)算公式安全系數(shù)式中彈簧在脈動(dòng)循環(huán)載荷下的剪切疲勞強(qiáng)度，參照文獻(xiàn)4中表11-2-16選取480MPa；最大工作載荷所產(chǎn)生的最大切應(yīng)力，最小工作載荷所產(chǎn)生的最小切應(yīng)力，許用安全系數(shù)，取1.31.7。

48、對(duì)于減振彈簧，最小工作載荷等于彈簧的預(yù)緊力，減振彈簧安裝條件為：加壓沉樁或拔樁工況下，上彈簧并圈時(shí)下彈簧安裝尺寸不能大于其自由長(zhǎng)度；下彈簧并圈時(shí)上彈簧安裝尺寸不能大于其自由長(zhǎng)度，可根據(jù)此條件確定上彈簧的預(yù)緊力25kN，下彈簧預(yù)緊力33kN。因此，對(duì)于上彈簧，有555.98MPa，463.32MPa， 1.5>1.3，安全。對(duì)下彈簧，有496MPa，436.5MPa， 1.6>1.3，安全。對(duì)于減振彈簧，計(jì)算公式如下：式中f彈簧的自振頻率，K彈簧剛度，g重力加速度，;強(qiáng)迫機(jī)械振動(dòng)頻率，94.2Hz；W載荷。對(duì)上彈簧，取W30kN，則有1.37Hz。對(duì)下彈簧，取W37.5kN，則有1.

49、22Hz<。均符合條件，因此所選彈簧式是合適的。第6章V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算內(nèi)容和步驟見(jiàn)表6-1。v<20m/s，帶輪材料選HT150。鑄造帶輪不允許有砂眼、裂紋、縮孔及氣泡。參照文獻(xiàn)4中表13-1-10可知圖5-1中主要參數(shù)的數(shù)值（單位mm）：，圖6-1 帶輪的輪齒結(jié)構(gòu)表6-1 V帶計(jì)算的主要項(xiàng)目及結(jié)果設(shè)計(jì)項(xiàng)目單位公式及數(shù)據(jù)說(shuō)明設(shè)計(jì)功率kW工況系數(shù)，參照文獻(xiàn)4中表13-1-16取P傳動(dòng)功率，帶型根據(jù)和參照文獻(xiàn)中圖13-1-2選取基準(zhǔn)寬度制窄V帶SPB型 小帶輪轉(zhuǎn)速，(=1116r/min)傳動(dòng)比ii大袋輪轉(zhuǎn)速，900r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑，（140250）mm大帶輪基準(zhǔn)直徑，彈

50、性滑動(dòng)系數(shù)小帶輪基準(zhǔn)直徑mm查文獻(xiàn)中表13-1-10和13-1-11取224mm為提高V帶壽命，條件允許時(shí)盡量取較大值大帶輪基準(zhǔn)直徑mm由文獻(xiàn)4中表13-1-11選取280mm（續(xù)表）計(jì)算項(xiàng)目單位公式及數(shù)據(jù)說(shuō)明帶速m/s時(shí)，可以充分發(fā)揮帶的傳動(dòng)能力，一般不低于5m/s初定中心距mm352.8<<1008選取650可根據(jù)機(jī)構(gòu)要求定基準(zhǔn)長(zhǎng)度mm參照文獻(xiàn)4中表13-1-6選取較近的=2000mm實(shí)際中心距amm=652安裝時(shí)所需最小中心距：=606mm小帶輪包角（°） =175°一般120°，最小不低于90°。滿足要求單根V帶額定功率kW基準(zhǔn)寬度制

51、窄V帶，根據(jù)帶型、及i由文獻(xiàn)中表13-1-19選取取特定條件：i1，特定基準(zhǔn)長(zhǎng)度，平穩(wěn)載荷V帶根數(shù)基準(zhǔn)寬度制V帶根數(shù)的計(jì)算公式：取z6包角修正系數(shù)，按文獻(xiàn)4中表13-1-21查得帶長(zhǎng)修正系數(shù)，按文獻(xiàn)中13-1-22查得（續(xù)表）計(jì)算項(xiàng)目單位公式及數(shù)據(jù)說(shuō)明單根V帶初預(yù)緊力N基準(zhǔn)寬度制V帶張緊力計(jì)算公式：mV帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，查文獻(xiàn)4中表13-1-23得m作用在軸上的力N第7章經(jīng)濟(jì)分析與資源分析經(jīng)濟(jì)性是機(jī)械產(chǎn)品的重要指標(biāo)之一，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造，應(yīng)始終貫徹經(jīng)濟(jì)性原則，設(shè)計(jì)中在滿足零件使用需求的前提下，從以下幾個(gè)方面來(lái)主要體現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性：a）振動(dòng)樁錘是建筑施工中用來(lái)完成基礎(chǔ)的夯實(shí)和沉、拔樁等工程

52、任務(wù)的主要裝置，它需要提供較大的激振力和比較高的振動(dòng)頻率。因此樁錘的主要組成零、部件都需要抗振能力比較強(qiáng)。b）從材料選擇方面來(lái)看，本設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在激振器箱體、減振彈簧、傳動(dòng)軸和齒輪的材料的選擇上。由于需要抗振能力號(hào)的零件，所以這些零件的材料的選擇在滿足使用條件的前提下，都要考慮材料的抗振性能，從這方面來(lái)看，產(chǎn)品的造價(jià)會(huì)有所提高。但是，從使用方面考慮，材料的抗振性能優(yōu)異可以降低零件的損耗率，降低零件的更換頻率，因此該振動(dòng)樁錘在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選擇抗振性能好的零件材料。結(jié)論DZ系統(tǒng)振動(dòng)錘是吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)后設(shè)計(jì)的，具有灌入力強(qiáng)、沉樁質(zhì)量好、堅(jiān)固耐用、故障少、使用維修方便、電源適應(yīng)強(qiáng)、噪聲低等特點(diǎn)；主要用于有動(dòng)力電源的各建筑工地和港口、地下鐵道、橋梁、高層建筑等樁基施工工程。它是廣泛適用于丘陵、平原、干填土和湖泊地區(qū)、池塘淤泥層以及各種松土基礎(chǔ)用袋裝沙井、塑料紙板等工法加固軟基的設(shè)備，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、低噪音、高效率、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。與樁架配套后，可沉混凝土灌注樁、混凝土擴(kuò)底樁（大蒜頭樁）、石灰樁、砂樁、碎石樁；配上夾樁器后，可沉拔混凝土預(yù)制樁和各類鋼樁。它是公路、橋梁、機(jī)場(chǎng)、建筑等基礎(chǔ)施工的理想設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的是DZ60振動(dòng)打樁錘，它是DZ系列振動(dòng)樁錘中比較典型的一種，激振力不是很大，電動(dòng)機(jī)功率也比較合適，通