YZY40全液压桩机的纵向行走设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目录 摘 要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 行走机构的零件设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 长船的尺寸设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 液压缸的设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 长船行走时液压缸的载荷计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 长船液压缸主要结构尺寸的设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 确定纵移液压缸的活塞及活塞杆直径 . . . . . . . . . . . . . . 12 长船 液压缸的流量计算： . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 长船液压缸的力的计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 船液压缸的安装联结尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 顶升液压缸的机构设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 顶升液压缸的载荷计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 顶升液压缸的活塞直径计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 顶升液压缸 的流量 计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 顶升液压缸的力的计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 液压缸技术规格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 液压缸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 长船液压缸活塞杆稳定性校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 顶升液压缸活塞杆稳定性校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 行走机构的零件设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 小车组件的计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 小车车轮的计算与校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 小车车轮的载荷计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 车轮接触强度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 小车轴的设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 小车联结轴的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 选定轴承并加以校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 基本额定动载荷的计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 基本额定静载荷的计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 初选轴承型号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 轴承寿命校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4 轨道的设计计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 钢轨的 计算设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 铁路钢轨的参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5 球头螺栓强度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 6 螺栓螺纹部分的强度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7 液压缸耳套的连接部分设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 8 小车构架的焊接校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 液压静力压桩机的设计 摘 要 我国桩工机械起步于较晚，由于历史原因，发展一直较为缓慢、落后的桩工机械和桩基础施工技术已不能适应目前快速发展的大型基础设计建设需要。国内桩工机械行业正面临整体实力不高和国外进口产品冲击的双重压力。桩工机械主要用于各种桩基础、地基改良加固、地下连续墙及其他特殊地基基础等工程的施工。 随着城市的发展，对噪声及泥浆污染进行越来越严格的限制，静压桩机必将越来越受到市场的重视 因此 ，我们设计了一种 了保证在施工过程中桩机能灵活移动和避免沉陷，一般工程机械的履带行走机构不能满足要求，综合履带行走和预铺轨道的工作原理，我们设计出了一种新型步履行走机构，这种机构操作方便灵活，能很好地适应城市中复杂地地基情况下的压桩基础施工。 本实用新型的目的是提供一种能满足大吨位液压静力压桩机要求的步履式行走机构。纵移行走机构包括两个纵移液压缸、四个行走轮架，长船和浮动液压缸。希望此设计能够合理、方便地通过纵向移动机构和横向移动回转机构来实现这些运动；并能安全快速地转移场地与 拆装，由于静压桩机自重很大，无法整体搬运，只能拆散后运往新工地再进行拼装。 拆装运输应尽量简便合理，使拼装工作量减到最低限度。同时，在设计时要注意横向行走、纵向行走的短船长船以及大身之间的配合。 关键词 : 桩工机械、全液压静力压桩机、 液压缸 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 in of is by of to is to be in of so on on to to we to in to be to of We of to of of is in in is to be to to a at of a to a of be to is in a Is up to to on on to be as as to be to to At to as as 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 设计参数 每次纵向行走最大行程 2m 每次前进速度 .5 每次后退速度 .8 每次左移速度 1.4 每次右移速度 2.8 接地比压 设计计算 1 行走机构的零件设计计算 长船的尺寸设计计算 静压桩机的机身总重量： 400M （吨） 为了考虑压桩机额定压桩吨位的要求，该压桩机应设 计成吨位为： M （吨） 长船着地时的工作比压： 长船的总工作面积： 把 0 3 、 代入上式得： 263 0 m 平均到每个长船上的 工作面积是： 12223 6 8 取长船的长 8 ，宽 2 液压缸的设计计算 船行走时液压缸的载荷计算 在露天条件下工作的打桩机 ,当沿着有一定坡度的轨道行走时 ,存在以 下阻力： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摩擦阻力： 坡度阻力： 风阻力： 惯性阻力： （ 1） 摩擦阻力轮轴承中的摩擦阻力、以及车轮轮缘与轨道之间的滑动摩擦阻力。为了简化设计，假定静压打桩机的全部载荷都作用于同一个车轮上，当车沿着轨道滚动时，其受力情况如下图所示，沿铅垂方向有载荷重力 G 以及支反力 N ，当车轮在驱动力矩 T 的作用下开始转动，由于车轮轨道的微小变形，支反力 N 将偏离载荷 G 的作用线一个距离 f 。 图 1 ：摩擦阻力对车轮由平衡条件有： 1T = d 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2T = T = 2 T = 1T + 2T = d + 2( 车轮轮缘与轨道侧面的摩擦引起的附加摩擦阻力，一般用增加附加阻力摩擦系数： )2( 式中 T 驱动力矩 1T 轴径摩擦阻力矩 2T 变形引起的滚动阻力矩 附加阻力系数 G 静压桩机自重 u 轴承摩擦系数，查机械设计手册 f 车轮滚动阻力系数，查机械设计手册 D 小车车轮的直径 d 小车轴径 由设计数据，确定各个系数值： G = 480 1000 4704000（ N ） = 10（ u = 轮轴为滚子轴承 f = 道为钢轨，平头，车轮为钢材料 D = 0.3 m d = m 车辕的柱面车轮，圆锥滚子轴承 将以上数据带入 式中计算： )2(= 10（ 2 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 = 183（ （ 2） 行走风阻力 引起的阻力，按下式计算： 式中 C 风力系数，查手册，取 C = 1.2 风压高度变化系数，查手册，取1.0 q 计算风压（2查手册，取 q = 150 2 静压打桩机的迎风面积，（ 2m ），取 A = 3 = 45 2m = 150 45 = （ 3） 轨道坡度阻力 当静压打桩机沿着具有一定坡度的轨道行驶时，由于静压打桩机自重 沿轨道坡度的分力引起的运动阻力 下式确定： = 式中 轨道倾斜角 （ 5 ） = = 4 8 0 1 0 0 0 9 8 5S = 410 （ 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 GG s i n 2 ： 坡度阻力计算图 （ 4） 惯性阻力 惯性阻力主要指小车运动时起动惯性阻力，按下式计算： 0 式中 V 小车运行速度 V = 2.8 = t 小车起动时间 t。 = 20.5 ma s； 取 t。 = s 0(480 1000 240（ （ 5） 载荷力的确定 静压打桩机行走时，由于四个油缸提供动力，考虑到四支液压缸提供 的动力不一定和理论设计时认为的是一组平行力，且大小相等，故单个油 缸取 2/3 大小的阻力。 = 183 + 410 + 240 = 841（ 单个油缸受力： 32 m a x 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 式中： 单支油缸工作时的作用力 四支油缸同时工作的作用力 由设计数据确定值： F = 841（ = )( 将值代入式 中得： 32 m a x )(7 0 13 08 4 12 长船液压缸主要结构尺寸的设计计算 定纵移液压缸的活塞及活塞杆直径 静压打桩机属于大型的工程机械，根 据机械设计手册，初步确定行走机构的系统压力为 25 向 向3 ： 液压缸的行走状态图 向行走时， A 口出油 向行走时， 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 计算如下： 向 34 10（ m ） 式中： D 活塞杆直径，（ m ） F 液压缸的理论推力， )( p 系统压力，查 手册取 5 34 10 14 3 查机械设计手册取 D = 200 取速度比： 221 21 222Dv v 2222 22 2 22 0 . 20 . 2 1 4 12 查机械设计手册取 d = 140 )(长船 液压缸的流量计算： 式中 V 液体的运动速度 A 活塞的面积 2m 2 4 31 . 4 3 . 1 4 0 . 1 7 . 3 1 060 确定纵向行走液压缸的型号 140200 2000 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 液压缸的型号说明： 双作用单活塞杆液压缸 结构尺寸代号（液压缸直径 /活塞杆直径） 活塞杆型式代号 长船液压缸的力的计算 （ 1）推力计算 31110F P A 式中 1F 液压缸推力 )( P 工作压力 )1A 活塞的作用面积 21 4 223 . 1 4 0 . 2 0 . 0 3 1 44 m 31110F P A 62 5 1 0 0 4785 （ 2）拉力计算 32210F P A 式中 2F 液压缸拉力 )(P 工作压力 )D 活塞直径 d 活塞杆直径 2A 液压缸有杆腔作用面积 222 ()4A D d 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2223 . 1 4 ( 0 . 2 0 . 1 4 )40 . 0 1 6 m 32210F P A 62 5 1 0 0 . 0 1 64 0 0 ( ) 船液压缸的安装联结尺寸 D 1C D ( E 1 0 ) E +图 4 ： 长船液压缸的安装联结尺寸 表 1 液压缸的安装联结尺寸 缸径 D 1D Y 1H s 2 200 245 80 95 90 10 10 25 10 *385M S628 242M 长船液压缸的长度为： L 行程 )(26282000628 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 5 ： 液压缸的安装联结部件 表 2 液压缸的安装联结部件尺寸 缸径 1 2 1L 2L 200 90 90 120 100 100 110 顶升液压缸的机构设计计算 升液压缸的载荷计算 静压桩机的顶升，靠四个垂直固定在桩机大身上的液压缸提供动力，油缸只要克服静压桩机自身的重量即可。由几何学原理：三点即可确定一个平面，虽然有四个顶升油缸提供动力，但实际上很多时候真正工作的只有三个油缸。因此， 载荷力为： F 顶 63131 4 . 7 0 4 1 0 1 . 5 6 8 1 0 ( )3 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 顶升液压缸的活塞直径计算 （ m ） 式中 F 顶升油缸所受外载荷 F =1568 )(P 系统压力 34 1 5 6 8 1 0 2 8 3 ( )3 . 1 4 2 5 查机械设计手册，取 D = 280 取速度比： 221 21 222Dv v 2222 2220 20 198dd m m查机械设计手册，取 00 顶升液压缸 的流量计算： 式中 V 液体的运动速度 A 活塞的面积 2m 2 4 31 . 4 3 . 1 4 0 . 1 7 . 3 1 060 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 确定 顶升液压缸 的型号 200280 500 液压缸的型号说明： 双作用单活塞杆液压缸 结构尺寸代号（液压缸直径 /活塞杆直径） 活塞杆型式代号 顶升液压缸的力的计算 （ 1）推力计算 311 10 式中 1F 顶升液压缸推力 )(P 工作压力 )1A 活塞的作用面积 21 4 22 06 m 311 10 )( （ 2）拉力计算 322 10 式中 2F 液压缸拉力 )(P 工作压力 )D 活塞直径 d 活塞杆直径 2A 液压缸有杆腔作用面积 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 )(4 222 ( 322 10 )( 液压缸技术规格 表 3 液压缸技术规格 名称 缸径AL(活塞杆直径 MM(工作压力 25大行程S(速度比 =2 推力（ 拉力（ 长船行走液压缸 200 140 785 400 2000 顶升液压缸 280 200 液压缸的校核 长船液压缸活塞杆稳定性校核 一般情况，当受拉 杆件的应力达到屈服极限时，将引起塑性变形或断裂。细长杆件受压时，却表现出与强度失效全然不同的性质。 当压力逐渐增加，但小于某一极限值时，杆件一直保持直线形状的平衡，这种平衡是稳定的。当压力逐渐增加到某一极限值时，压杆的直线平衡为不稳定，将转变为曲线形状的平衡， 如果再继续加微小的侧向力使其发生弯曲，当干扰力解除后，它将保持曲线形状的平衡，不能恢复 原有的直线形状。压杆丧失其直线形状的平衡而过渡为曲线平衡，称为失稳，也称屈曲。杆件失稳后压力的微小增加将引起弯曲变形的需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 显著增大，杆件已经丧失了承载能力。 最大行程6 ： 活塞杆失稳 活塞杆失稳时，应力不一定是很大，甚至可能会小于比例极限，按下式进行校核： 细长比： 式中 u 长度系数 u =1 i 截面的惯性半径 l 杆件的长度即活塞杆的行程 l = 将各值代入 式得： 1 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 压杆稳定的极限值： 21 式中 E 材料的弹性模量， 查机械设计手册， E = 206p 比例极限， 查机械设计手册，p=200将以上各数据代入 式计算得： 21 2663 . 1 4 2 0 6 1 0 1002 0 0 1 0 长船活塞杆不属于大柔度杆，不能使用欧拉公式计算临界压力，因此，采用以实验结果为依据的直线公式： ba s 2式中 s 屈服极限，查机械设计手册取，s=235a 、 b 直线公式系数，查机械设计手册取， 将以上各值代入上式得： ba s 35304 1 长 船液压缸活塞杆属于小柔度压杆，受压时不会像大柔度压杆那样出现弯曲变形，主要因为应力达到屈服极限（塑性变形）或强度极限（脆性变形）而失效，应按强度来进行校核。 P 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 式中 临界应力 P 活塞杆受力 ， P =701 )( A 活塞杆横截面积 22243 . 1 4 0 . 1 4 0 . 0 1 5 44将以上各值代入上式得： P M P 3 070 13 长船液压缸活塞杆满足稳定性要求 升液压缸活塞杆稳定性校核 同理可得： 最大行程7 ： 活塞杆失稳 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 活塞杆失稳时，应力不一定是很大，甚至可能会小于比例极限，按下式进行校核： 细长比 ： 式中 u 长度系数 u =1 i 截面的惯性半径 l 杆件的长度即活塞杆的行程 l = 将各值代入 式得： 1 压杆稳定的极限值： 21 式中 E 材料的弹性模量， 查机械设计手册， E = 206p 比例极限， 查机械设计手册，p=200将以上各数据代入 上 式计算得： 21 2663 . 1 4 2 0 6 1 0 1002 0 0 1 0 10020 1 顶升液压缸活塞杆不属于大柔度杆，不能使用欧拉公式计算临界压力，因此，采用以实验结 果为依据的直线公式： ba s 2式中 s 屈服极限，查机械设计手册取，s=235需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 a 、 b 直线公式系数，查机械设计手册取， 将以上各值代入上式得： ba s 35304 1 顶升液压缸活塞杆属于小柔度压杆，受压时不会像大柔度压杆那样出现弯曲变形，主要因为应力达到屈服极限（塑性变形）或强度极限（脆性变形）而失效，应按强度来进行校核。 P 式中 临界应力 P 活塞杆受力 ， P = 701 )( A 活塞杆横截面积 将以上各值代入上式得： P )(23 5)(070 13M P 顶升液压缸活塞杆满足稳定性要求 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 行走机构的零件设计计算 车组件的计算 静压打桩机的行走，由四只小车提供支撑力。由几何学原理：三点即可确定一个平面，虽然有四只小车提供支撑力，但实际上很多时候真正工作的只有三只小车。因此，小车的受力按下式进行计算： F 车32 m F 式中 桩机正常工作时，小车的最大受力 桩机正常工作时，小车的最小受力 由设计数据确定值 )(1 5 6 0 0480m a x )(1 1 7 0 0480m i n 将以上各值代入上式得： F 车32 m F )(1 43 73 1 17 61 56 82 车车轮的计算与校核 小车车轮属于静压桩机的行走部件，在静压桩机的运行机构件均采用轮缘柱面车轮。通常情况下，车轮轮缘的高度约为 2025且轮缘具有一定的倾斜，一般情况下斜度为 1： 5。车轮的强度按车轮轮面接触强度来计算，车轮的接触强度与它的材料、轨道接触情况、车轮踏面等因素有关。为了计算车轮的接触应力，需要先计算出车轮的载荷 P 车车轮的载荷计算 32 m a x 其中 车 )(479314373 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 车 )(N 32 m a x )(4 393 94 792 车轮接触强度校核 232 1 2RP k C 式中 1C 速度系数，查机械设计手册，取 1C =C 工作级别系数，查机械设计手册，取 2C = 曲率半径，取两个接触体中较大的值， R =400 m 由轨道头与车轮曲率半径之比 )( 确定的系数，m =k 与材料有关的许用点接触应力常数， 22 0 . 2 4 5k N m m将以上各值代入 式计算得： )(4 3 9)(6 4 02 4 车轮满足强度要求 小车轴的设计计算 静压桩机的行走小车均采用两根联结轴。 每根轴的受力为： )(439 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 70 2 0 0 2 0 0 704 3 9 K N 4 3 9 K 3 K N 2 9 3 K N 2 9 3 K 8： 轴的受力图 4399： 轴的剪切图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 10： 轴的弯矩图 轴选用 #45 钢，调质处理，查机械设计手册， 轴的弯曲强度条件为： 3m a xm a xm a 1102 7 9 3 03232363 m a x 轴与轴承采用基孔制配合， 查机械设计手册，取 40 小车联结轴的校核 小车联结轴在联结结合面处受剪，同时与被联 结件孔壁相互挤压，破坏联结的主要形式有：轴被剪断、轴被压溃、孔壁被压溃。 轴受的剪力为 F 其强度条件为： 42 联结轴材料选用 #45 钢，调质处理 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 查机械设计手册， 144 6232查机械设计手册，取 10 校核联