打桩机动力结构设计【优秀】【word+9张CAD图纸全套】【毕设】

打桩机动力结构设计【优秀】【word+9张CAD图纸全套】【毕业设计】

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动力活动架.dwg

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螺杆M16.dwg

螺杆M16_recover.dwg

装配图.dwg

装配图副本.dwg

装配图副本01.dwg

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轮总成.dwg

轮架.dwg

进给机架上端.dwg

进给机架下端.dwg

鉴定意见.doc

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任务书

论文（设计）题目：  打桩机动力结构设计                                                    

二、重点研究的问题

三、进度安排

序号各阶段完成的内容       完成时间

1查阅资料、调研

2开题报告、制订设计方案1—3周

3设计3—5周

4分析、调试等5—7周

5写出初稿7—9周

6修改，写出第二稿9—11周

7写出正式稿13周

8答辩2014年6月

四、应收集的资料及主要参考文献

 [1] 成大先. 机械设计手册(第2 卷、第4 卷) . 北京：化学工业出版社,1994.        

 [2] 韩林山. 机械优化设计 郑州：黄河水利出版社,2003.                          

 [3] 张中海. 液压式振动桩锤发展现状及选型应用 .建筑机械,2001, (3) .          

 [4] 王国彪. 多用途小型号轮式工程机械及其附属作业装置. 建筑机械, 1995,(4)    

 [5] 林慕义. 轮式工程机械的行驶稳定系统.工程机械, 2005,(10).                  

 [6] 李冰, 焦生杰. 振动压路机与振动压实技术.人民交通出版社, 2001.            

 [7] 杨晋生. 铲土运输机械设计.机械工业出版社, 1981.                          

 [9] 唐经世，高国安.工程机械（上册）.中国铁道出版社，1987.                    

 [10] 焦集群，王介宁. 液压打拔桩机.石油机械，1991，19(6).                    

 [11] 韩林山, 臧海燕. 轻型液压打桩机主机结构的优化设计.水利电力，2005,27(2).  

 [12] 张新郑. 打桩机的选型和应用.淮北职业技术学院学报，2006,5(5).            

 [13] 卢锦英. 液压打桩机的应用技术.公路与汽运??2006,113.                    

 [14] 孙高才，钟石柱. 打桩机顶部滑轮组的改进 工程机械，1994，（8）.            

 [15] 刘惟信，机械最优化设计[M].北京：清华大学出版社，1994，9.                

 [16] 李建平，张永忠，等、螺旋钻采煤机钻杆的结构参数优化设计[J].煤炭科学技术，

2006，34(8)：8-10.                                                                    

 [17] 郭晶.MATIAB6.5 辅助优化计算与设计[M].北京：电子                                    

工业出版社，2003，1.                                                                          

 [18] 薛定宇，高等应用数学问题的MATLAB 求解[M] .北京：                              

清华大学出版社，2004.                                                                      

 [19] Luo, GW，Yao, HM Nonlinear analysis. Real world applications，2008，          

vol.9(no.4)                                                                                    

 [20] 公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).                                              

 [21] 公路工程水泥混凝土试验规程(JTJ053-94).                                        

 [22] Steve Dulcich，THE PILE DRIVER .Popular Hot Rodding，2009，Vol.49                          

 [23] Chatterjee S.Mallik A K Bifurcations and chaos in autonomous                    

self-excited oscillators with impact damping 1996(4)  

摘要

  本设计涉及了长螺旋打桩机钻杆，其主要特征为，包括带有通孔的杆体。在所述杆体的外壁面带有螺旋线。当钻入地下时，工作人员根据杆体外壁面的螺旋线直接测量到钻头的转动情况和竖直行进情况。随时调整竖直行进速度和转动速度，以达到转动和竖直行进速度的同步。确保所打桩体呈螺旋状;打桩机钻头当需要更换或维修钻尖和钻镐时，不需要使用电气焊将钻尖或钻镐从钻头基体上切割下，只需要松开固定钻尖和钻镐的连接螺栓，可以方便的将钻尖和钻镐从钻头基体上拆卸下来，进行更换或维修，更换和维修钻尖、钻镐的时间很短，大大提高了作业率;打桩机立柱，其特征是，立柱为上段立柱和下段立柱分体结构，上段立柱和下段立柱通过连接装置连接为一体。在转场运输时，只需将上段立柱以销轴为支点弯拆下来，即达到公路运输不超高的要求，不需要将立柱整体拆卸省时省力。提高了工作效率;改进的滑轮组，通过增加导向轮，采用摆动式滑轮，降低了钢丝绳和滑轮的磨损。延长了使用寿命，提高了经济效益。

关键词：打桩机、钻头、滑轮组

Abstract

  The design involves a long spiral drill hammers and its main features are: including the rod with a hole in the wall above the outer rod with a spiral line. When the burrow into the ground, the staff in vitro under the bar direct measurement of the wall of the spiral rotation of the drill bit and vertical road conditions at any time to adjust the vertical speed and rotational speed of the road, the road to reach the speed of rotation and vertical synchronization, to ensure The lanes are helical piling，hammer drill bits need to be replaced or repaired when the drill tip and the drill-ho, you do not use Dianqi Han-ho, the drill tip or drill bit from cutting the substrate, just loosen the drill tip and the drill-ho of the connecting bolts, can easily the drill tip and the drill bit matrix-ho from disassembled, replace or repair, replacement and maintenance of drill point, drill-ho for a short time, greatly improving the operating ratepile-column, and its features are: the column for the upper column and lower column sub-structure, the upper column and lower column by connecting the device is connected as one. Transport in the transition, only the upper column to remove the pin as a fulcrum to bend, that road transport does not meet the requirements of ultra-high, no need to remove the whole column saves time and effort, improve work efficiency，pulley improved by increasing the guide wheel, with swing pulleys, wire rope and pulleys reduce wear and prolong the service life and improve economic efficiency.

Keywords：Pile、drill

目录    

1   绪论 ........................................................ 2

   1.1   概述 ................................................... 2

   1.2   课题的研究背景 ......................................... 2

   1.3   打桩机工作原理 ......................................... 2

   1.4   打桩机的种类和发展情况 ................................. 3

2  钻头的设计 .................................................. 4

   2.1   钻头的工作原理 ......................................... 4

   2.2   钻头长出现的问题 ....................................... 4

   2.3   钻头的设计方案 ......................................... 4

3  钻杆的设计 .................................................. 7

   3.1   钻杆的作用及其结构 ..................................... 7

   3.2   打桩过程中钻杆常见问题 ................................. 7

   3.3   解决方法 ............................................... 8

   3.4   钻杆设计的具体实施方法 ................................. 8

4 立柱的设计 ................................................... 10

   4.1   立柱的工作原理 ......................................... 10

   4.2   立柱存在的问题 ......................................... 10

   4.3   解决的方案 ............................................. 10

   4.4   具体设计方法 ........................................... 10

5 顶部滑轮组的设计 ............................................ 15

   5.1  滑轮的作用和类型 ........................................ 15

   5.2  滑轮组 .................................................. 17

   5.3  国内外滑轮组的背景资料 .................................. 21

   5.4  滑轮组的改进案 .......................................... 21

结论 ........................................................... 23

参考文献  ..................................................... 24

致谢  .......................................................... 25

绪论

1.1 概述

  本设计主要的设计重点是打桩机顶部滑轮组、钻头、钻杆和立柱的设计。阐述了打桩机顶部滑轮组、立柱、钻头和钻杆的工作原理，给出了打桩机顶部滑轮组、立柱、钻头和钻杆的装配图及主要部分零件图，并且对其进行了些许改进，使其更加的完善。本说明书也将围绕对打桩机部滑轮组、钻头、钻杆和立柱的设计改进进行主要的讲解。

1.2  课题的研究背景

   研究背景   近年来,随着我国国民经济的逐步增强,国内各大城市的高层建筑、立交桥、海港码头、铁路公路桥梁等基本建设项目急剧猛增,大口径基础桩工程得到广泛应用。由于现代化的高层建筑、大型桥梁和港口码头等结构复杂,负荷十分巨大,对基础的承载能力和防止沉陷方面的要求较高。根据建设部门的资料,对高层建筑基础的处理,通常是采用箱式、地下连续墙、桩等形式作为基础。由于打桩机结构简单，坚固可靠，外型美观，使用灵活，操作简便等优点，尤其是打桩经济效益好，不需降水，换土等。振动锤减震效果优良，噪音低，桩架振动小，劳动条件较好，使用，维修，保养方便，收效快,在建筑业中将发挥其独特作用。

1.3  打桩机工作原理

  利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。由桩锤、桩架及附属设备组成。桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间，用提升吊钩吊升。桩架为一钢结构塔架,在其后部设有卷扬机,用以起吊桩和桩锤。桩架前面有两根导杆组成的导向架，用以控制打桩方向，使桩按照设计方位准确地贯入地层。塔架和导向架可以一起偏斜，用以打斜桩。导向架还能沿塔架向下引伸，用以沿堤岸或码头打水下桩。桩架能转动，也能移行。打桩机的基本技术参数是冲击部分重量、冲击动能和冲击频率。桩锤按运动的动力来源可分为落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等。

顶部滑轮组是用法兰螺栓安装在立柱顶部亦称鹅头，滑轮组中有7个滑轮，分别为沉桩，拔桩，吊钢筋笼和吊加料多斗用。顶部滑轮采用绳索滑轮，一般用来导向和支撑。以改变绳索及其传递拉力的方向或平衡绳索分支的拉力。滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。动滑轮被两根绳子承担，即每根绳承担物体和动滑轮。使用中，省力多少和绳子的绕法，决定于滑轮组的使用效果。

立柱是桩架主体，由五节卷管和导轨，爬梯，撑杆上铰链，立体支撑等组成。下端用轴固定在底盘立柱支承座上，导轮采用国内统一标准，适用于柴油锤和其他形式的振动锤的标准滑块，滚轮。立柱各节的法兰，螺栓孔均能互换，因而立柱高度可以根据沉桩的实际长度进行安装。立柱主要用于配挂柴油桩锤，振动桩锤和钻孔机等进行工业与民用建筑，道路，桥梁，港口和码头的基础施工。

1.4  打桩机的种类和发展情况

  1，振动锤打桩机。利用桩锤的机械振动力，使桩沉入地下，适用于承载较小的预制混凝土桩、钢板桩等。

   2，柴油锤打桩机。利用燃油爆炸，推动活塞，靠爆炸力冲击桩头，使桩沉入地下，适宜打各类预制桩。

   3，蒸汽锤打桩机。利用高压蒸汽将锤头上举，然后靠锤头自重向下冲击桩头，使桩沉入地下。

  4，静力压桩机。 利用机械卷扬机或液压系统产生的压力，使桩在持续静压力的作用下压入土中，使用于一般承载力的各类预制桩。打桩机还有旋挖式桩机，是用螺旋向地下挖，然后灌桩。按桩锤运动的动力来源可分为落锤、汽锤、柴油锤、液压锤打桩机等。

  5，落锤打桩机  桩锤是一钢质重块，由卷扬机用吊钩提升，脱钩后沿导向架自由下落而打桩动力，有单动汽锤和双动汽锤两种。汽锤的进排汽旋阀的换向可由人工控制，也可由装在锤头一侧并随锤头。升降的凸缘操纵杆自动控制，两种方式都可以调节汽锤的冲击行程。

   6，柴油锤打桩机  主体也是由汽缸和柱塞组成，其工作原理和单缸二冲程柴油机相似，利用喷入汽缸燃烧室内的雾化柴油受高压高温后燃爆所产生的强大压力驱动锤头工作。柱塞和缸筒之间的活动间隙用弹性柱塞环密封。

7，液压锤打桩机  以油液压力为动力，可按地层土质不同调整液压，以达到适当的冲击力进行打桩，是一种新型打桩机。

日本是从1959年开始发展振动打桩机的，但是振动打桩机由于打桩性能受土质条件的限制，在较软地层打桩或拔桩速度较快，而在坚硬地层和粘土层时，由于桩端阻力较大，打桩速度较慢或者几乎不能打入，因此发展了振动冲击式打桩机和振动喷水联合作用的施工法。由于柴油打桩机在坚硬的地层中打桩具有很大的打击力，显示了它的优越性，因此在日本的打桩工程中占据了主导地位。振动打桩机用在打入或拔出钢板桩，以及小直径砂桩等。可是到了六十年代后半期由于“公害”引起人们的注意，柴油打桩机被禁止在市区使用，这样又促进了振动打桩机的发展，随着振动打桩机承担的打桩任务日益广泛，打桩的地址条件更加复杂，促使了振动打桩机向大型高效能的机种方向发展。苏联从1934年开始研究振动参数的变化对土壤阻力的影响，并试用了用打板桩和钢管桩的“巴金堪”型“罗斯金”型振动打桩机。1949年高尔基水电站的格型围堰中使用了BT-5型振动打桩机，打桩条件是在饱和水的砂土中将钢板桩打入9-12米的深度花费时间2-3分。这种新的施工法在现场中的使用的结果说明用振动方法打桩效果好、费用少、与气动打桩机相比在8小时的作业时间内气动打桩机可打入18根桩而振动打桩机可打入31根桩施工费节约46%同时振动打桩机不需要辅助设备，如空气压缩机或蒸汽锅炉、管道等，并且振动打桩机不会损坏桩头，拔桩容易板桩可以反复使用，还可不用变换零件就能作为拔桩设备使用。由于振动打桩机具有上述优点因此在苏联得到了广泛应用。总之，打桩机是基础施工常用的设备之一可将钢板柱钢板桩，预制混凝土桩打入地基内。由于这种机械能进行打拔桩作业具有施工效率高，经济性好等优点，已被广泛应用于打地基、围堰工程和人工岛等基础施工。

第二章 钻头的设计

2.1  钻头的工作原理

  从动力头输出的转矩通过钻杆传递到钻头，进行切削土层钻头的直径与设计的孔径是一致的，考虑到钻孔的效率一般都设计双头螺根据土体的不同在切削刃部分采用不同的结构和热工艺处理。在本设计中，将对传统的钻头进行改进这是由于传统的钻头由于其自身的结构特点在维修和更换时会有很多的不便，将会降低工程效率通过一些结构上的改进之后会解决这些问题便于维修和更换，提高效率、节约资金。目前，建筑打桩机的钻头组成主要包括钻头基本体，钻尖、钻镐、螺旋叶片等。螺旋叶片固定在钻头基本体上钻尖和钻镐焊接在钻头基本体的头部与钻尖基本体形成不可分割的，一个整体，其中钻头基本体为空心结构在钻头基本体的头部设有出料口，出料口外设有出料门隐蔽出料口，搅拌好的混凝土由出料口流出。

参考文献

 [1] 成大先. 机械设计手册(第2 卷、第4 卷) . 北京：化学工业出版社,1994.

 [2] 韩林山. 机械优化设计 郑州：黄河水利出版社,2003.

 [3] 张中海. 液压式振动桩锤发展现状及选型应用 .建筑机械,2001, (3) .

 [4] 王国彪. 多用途小型号轮式工程机械及其附属作业装置. 建筑机械, 1995,(4).

 [5] 林慕义. 轮式工程机械的行驶稳定系统.工程机械, 2005,(10).

 [6] 李冰, 焦生杰. 振动压路机与振动压实技术.人民交通出版社, 2001.

 [7] 杨晋生. 铲土运输机械设计.机械工业出版社, 1981.

 [9] 唐经世，高国安.工程机械（上册）.中国铁道出版社，1987.

 [10] 焦集群，王介宁. 液压打拔桩机.石油机械，1991，19(6).

 [11] 韩林山, 臧海燕. 轻型液压打桩机主机结构的优化设计.水利电力，2005,27(2).

 [12] 张新郑. 打桩机的选型和应用.淮北职业技术学院学报，2006,5(5).

 [13] 卢锦英. 液压打桩机的应用技术.公路与汽运??2006,113.

 [14] 孙高才，钟石柱. 打桩机顶部滑轮组的改进 工程机械，1994，（8）.

 [15] 刘惟信，机械最优化设计[M].北京：清华大学出版社，1994，9.

 [16] 李建平，张永忠，等、螺旋钻采煤机钻杆的结构参数优化设计[J].煤炭科学技术，

2006，34(8)：8-10.

 [17] 郭晶.MATIAB6.5 辅助优化计算与设计[M].北京：电子

工业出版社，2003，1.

 [18] 薛定宇，高等应用数学问题的MATLAB 求解[M] .北京：

清华大学出版社，2004.

 [19] Luo, GW，Yao, HM Nonlinear analysis. Real world applications，2008，

vol.9(no.4)

 [20] 公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).

 [21] 公路工程水泥混凝土试验规程(JTJ053-94).