振动打桩锤的设计【5张图/21400字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-振动打桩锤装配图1.dwg

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A0-激振器箱体.dwg

A2-主传动轴.dwg

A2-传动齿轮.dwg

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关键词：: 振动打桩设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,54页,21400字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
翻译一份.

图纸共5张:
A0-激振器箱体.dwg
A0-振动打桩锤装配图1.dwg
A0-振动打桩锤装配图2.dwg
A2-传动齿轮.dwg
A2-主传动轴.dwg

摘要

振动桩锤是惯性振动机械的一种，属于振动利用机械中的平面双轴式激振器。振动桩锤是利用机械振动减少桩与土壤间的摩擦力，并依靠其自重或外加压力作用下达到沉桩的目的。振动桩锤分机械式和液压式两类，液压振动锤应用较少。振动桩锤采用机械式定向激振器。它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，两根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力叠加。振动桩锤主要由电动机、导杆、压缩弹簧、减振粱、振动箱、皮带轮等组成。具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。

关键词：振动机械、振动桩锤、惯性振动、减振弹簧

Abstract
The vibration hammer is one kind of the inertial oscillation machinery, belongs to in the vibration use machinery the plane double shaft type driver. The vibration hammer uses friction to reduce the 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 of stake sinking. The vibration hammer divides the mechanical type and the hydraulic pressure type two kinds, the hydraulic pressure vibration hammer application are less. The vibration hammeruses the mechanical type direction detection driver. It is loaded with same lack of impartiality the piece and the opposite direction rotation axis by two is composed, on two axes lack of impartiality the piece produces the centrifugal force offsets or counteract one another in the horizontal side upward force component, but in vertical direction force component superimposition. The vibration hammer mainly by the electric motor, the guide rod, the compression spring, horizontal beam reducing inspires, a vibration box of body, the belt pulley and so 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 machinery Vibratory pile hammer the inertial oscillation the spring reducing inspires

摘要 I
ABSTRACT II
第1章绪论 1
第2章振动机械的用途、分类、工作原理及构造 2
2.1振动机械的用途和分类 2
2.1.1 振动机械的组成 2
2.1.2振动机械的用途 3
2.1.3 振动机械的分类 4
2.2惯性振动机械的工作原理与构造 5
2.2.1 惯性激振器的形式 5
2.2.3线性或近似线性的近共振类惯性机械 12
2.2.4非线性惯性振动机械 13
2.2.5冲击式惯性振动机械 14
2.3桩工机械的分类和工程应用 14
2.3.1桩工机械的分类 15
2.3.2桩工机械在工程技术中的应用 15
2.4振动桩锤的工作原理和构成 15
2.4.1振动桩锤的工作原理 15
2.4.2振动桩锤的构成 17
2.4.3沉桩原理 18
第3章电机的选择和计算 20
3.1选择电动机应综合考虑的问题 20
3.2选择电动机 20
第4章振动桩锤的主参数计算 22
4.1激振力的计算 22
4.2计算实际振幅 23
4.2.1根据提供的频率选择工作土壤的类型 23
4.2.2振幅A的确定 23
4.3计算实际偏心力矩 24
4.4功率的计算 25
第5章减振弹簧的设计与计算 27
5.1减振弹簧的结构选择 27
5.1.1选取螺旋弹簧的类型代号 27
5.1.2选取弹簧的材料并确定其主要性能参数 27
5.2圆柱螺旋弹簧的设计计算 27
5.2.1确定单根弹簧的最大工作载荷 27
5.2.2选择旋绕比 28
5.2.3计算钢丝直径 28
5.2.4计算弹簧中径 28
5.2.5计算弹簧圈数 29
5.2.6计算试验载荷 30
5.2.7自由高度 30
5.2.8弹簧的节距 31
5.2.9弹簧的螺旋角 31
5.2.10弹簧的稳定性验算 32
5.2.11弹簧的强度验算 32
5.2.12共振验算 33
第6章V带传动的设计计算 35
6.1V带的计算 35
6.2V带轮材料和尺寸的确定 35
第7章经济分析与资源分析 39
结论 40
参考文献 41
专题论文 42
致谢 49
附录1中文译文 50
附录2英文原文 64

振动打桩锤的设计

内容简介：: 黑龙江科技学院毕业设计（论文）任务书姓名：王文涛任务下达日期： 2006 年 3 月 13 日设计（论文）开始日期： 2006 年 3 月 13 日设计（论文）完成日期： 2006 年 6 月 22 日一、设计（论文）题目：动打桩锤的设计二、专题题目：现代集成制造系统的技术构成及发展策略研究三、设计的目的和意义：列振动桩锤是吸取了国内外先进经验后设计的，主要用于有动力电源的各种建筑工地和港口、地下铁道、桥梁、高层建筑等桩基础施工工程。与桩架配套后，可沉混凝土灌注桩、混凝土扩底桩、石灰桩、砂桩、碎石桩；配上夹桩器后，可沉拔混凝土预制桩和各类钢桩。它是公路、桥梁、建筑等基础施工的理想设备。四、设计（论文）主要内容：（ 1）根据给定的参考数据设计计算振动桩锤原动机、激振器和减震器中主要零件的参数和性能，（ 2）振动打桩锤的总装图和主要零件（激振器箱体、传动轴和齿轮等）的零件工作图。（ 3）设计说明书附加专题论文和英文翻译及其英语原文。五、设计目标：设计动打桩锤，设计计算振动桩锤的主要技术参数并对主要零件进行强度校核，同时考虑材料的抗振性能。绘制装配图和主要零件图。六、进度计划： 2006 年 3 月 13 日至 3 月 31 日进行为期 3 周的生产实习； 4 月 1 日至 4 月 10 日完成对设计题目的资料收集与查询； 4 月 11 日至 6月 10 日完成对设计图纸的绘制； 5 月 11 日至 6 月10 日完成毕业设计说明书的编写； 6 月 11 日至 6月 25 日最后的审稿及说明书和图纸的打印。七、参考文献资料：机械设计手册卷版 2004；机械设计手册卷版 2004；机械设计手册卷化学工业出版社， 2002；机械设计手册卷化学工业出版社， 2002；弹簧手册 1997。指导教师：院（系）主管领导：年月日长沙学院机电工程系毕业设计（论文）开题报告题目振动打桩锤的设计学历层次本科专业班级学号姓名导师开题日期： 2009 年月日论文题目：振动打桩锤的设计一、课题简介在一般情况下，振动是一种不需要的、有害的现象，应该加以消除或隔离；但在某些场合，振动式需要的和有益的，应该加以利用。振动有益的场合很多，例如，各种乐器的振动，可形成美妙的乐音，感动人们；人类及高等动物的耳膜振动、声带振动。心脏搏动及呼吸运动，则是与生命现象紧密联系的振动；在工程技术中，各种振动机械利用振动完成许多特殊的工艺过程；在日常生活中，许多振动机具帮助人们扩展自己的工作能力。随着现代建筑业的飞速发展，桩基础已从木桩逐渐发展为钢筋混凝土桩或钢桩。校基础的施工方法和施工机械也有了巨大的发展。桩的类型大体上可分为两大类：预制桩和就地灌注桩。预制桩主要采用锤击的方法将其打入土壤中。其施工机械也从刚开始坠锤、蒸汽锤和柴油锤，发展到振动锤。振动锤是结合我国具体特点计算的新型产品，是公路、桥梁、机场、建筑等基础施工的理想设备。具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。动锤主要用于有动力电源的各建筑工地和港口、地下铁道、桥梁、高层建筑等桩基施工工程。它是广泛适用于丘陵、平原、干填土和湖泊地区、池塘淤泥层以及各种松土基础用袋装沙井、塑料纸板等工法加固软基的设备。二、选题背景及其意义列振动桩锤是吸取了国内外先进经验后设计的，主要用于有动力电源的各种建筑工地和港口、地下铁道、桥梁、高层建筑等桩基础施工工程。与桩架配套后，可沉混凝土灌注桩、混凝土扩底桩、石灰桩、砂桩、碎石桩；配上夹桩器后，可沉拔混凝土预制桩和各类钢桩。它是公路、桥梁、建筑等基础施工的理想设备。三、设计主要内容（ 1）根据给定的参考数据设计计算振动桩锤原动机、激振器和减震器中主要零件的参数和性能。（ 2）振动打桩锤的总装图和主要零件（激振器箱体、传动轴和齿轮等）的零件工作图。（ 3）设计说明书和英文翻译。四、工作特色及其难点，拟采取的解决措施 1) 充分掌握振动打桩锤各部件结构和作用 , 本人虚心请教于老师 , 查工具书 2) 认真学习件，并熟练运用件实现相关零件的绘制五、预期成果 1、振动打桩锤的零件图若干以及装配图 2、设计论文一份主要包括以下几部份内容 : 振动机械的用途、分类、工作原理及构造电机的选择和计算振动桩锤的主参数计算减振弹簧的设计与计算 V 带传动的设计计算经济分析与资源分析 3、开题报告一份 4、任务书一份 5、相关英语翻译一份六 . 论文工作量及预期进度 1) 2009/ / 2009/ / ：收集资料，确定设计系统总体方案，翻译有关外文资料及阅读技术文献，撰写开题报告 2) 2009/ / 2009/ / ：开题报告答辩准备 3) 2009/ / 2009/ / ：开题报告答辩 4) 2009/ / 2009/ / ：七、参考文献 1 机械手册编委会编著第 5 卷版 2004 2 成大先主编第 2 卷化学工业出版社， 2002 3 张英会，刘辉航，王德成主编机械工业出版社， 1997 4 成大先主编单行本差与配合 2004 5 闻邦椿，刘树英，何京力著机械工业出版社， 2001 6 机械工程手册，电机工程手册编辑委员会编 . 机械工程手册） 1997 7 濮良贵，纪名刚主编第 7 版 2001 8 王焕庭，徐善国主编材料大连理工大学出版社， 1998 I 摘要振动桩锤是惯性振动机械的一种，属于振动利用机械中的平面双轴式激振器。振动桩锤是利用机械振动减少桩与土壤间的摩擦力，并依靠其自重或外加压力作用下达到沉桩的目的。振动桩锤分机械式和液压式两类，液压振动锤应用较少。振动桩锤采用机械式定向激振器。它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，两根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力叠加。振动桩锤主要由电动机、导杆、压缩弹簧、减振粱、振动箱、皮带轮等组成。具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。关键词：振动机械、振动桩锤、惯性振动、减振弹簧 he is of to in to it to be or of It is of by is on of or in in by a of so on is of is is so on 录摘要 . I . 1 章绪论 . 错误 !未定义书签。第 2 章振动机械的用途、分类、工作原理及构造错误 !未定义书签。动机械的用途和分类 . 错误 !未定义书签。振动机械的组成 . 错误 !未定义书签。动机械的用途 . 错误 !未定义书签。动机械的分类 . 错误 !未定义书签。性振动机械的工作原理与构造 . 错误 !未定义书签。惯性激振器的形式 . 错误 !未定义书签。性或近似线性的近共振类惯性机械 . 错误 !未定义书签。线性惯性振动机械 . 错误 !未定义书签。击式惯性振动机械 . 错误 !未定义书签。工机械的分类和工程应用 . 错误 !未定义书签。工机械的分类 . 错误 !未定义书签。工机械在工程技术中的应用 . 错误 !未定义书签。动桩锤的工作原理和构成 . 错误 !未定义书签。动桩锤的工作原理 . 错误 !未定义书签。动桩锤的构成 . 错误 !未定义书签。桩原理 . 错误 !未定义书签。 3 章电机的选择和计算 . 错误 !未定义书签。择电动机应综合考虑的问题 . 错误 !未定义书签。择电动机 . 错误 !未定义书签。第 4 章振动桩锤的主参数计算 . 错误 !未定义书签。振力的计算 . 错误 !未定义书签。算实际振幅 . 错误 !未定义书签。据提供的频率选择工作土壤的类型 . 错误 !未定义书签。幅 A 的确定 . 错误 !未定义书签。算实际偏心力矩 . 错误 !未定义书签。率的计算 . 错误 !未定义书签。第 5 章减振弹簧的设计与计算 . 错误 !未定义书签。振弹簧的结构选择 . 错误 !未定义书签。取螺旋弹簧的类型代号 . 错误 !未定义书签。取弹簧的材料并确定其主要性能参数 . 错误 !未定义书签。柱螺旋弹簧的设计计算 . 错误 !未定义书签。定单根弹簧的最大工作载荷 . 错误 !未定义书签。择旋绕比 . 错误 !未定义书签。算钢丝直径 . 错误 !未定义书签。算弹簧中径 . 错误 !未定义书签。算弹簧圈数 . 错误 !未定义书签。算试验载荷 . 错误 !未定义书签。由高度 . 错误 !未定义书签。簧的节距 . 错误 !未定义书签。簧的螺旋角 . 错误 !未定义书签。簧的稳定性验算 . 错误 !未定义书签。簧的强度验算 . 错误 !未定义书签。振验算 . 错误 !未定义书签。 V 第 6 章 V 带传动的设计计算 . 错误 !未定义书签。的计算 . 错误 !未定义书签。轮材料和尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。第 7 章经济分析与资源分析 . 错误 !未定义书签。结论 . 错误 !未定义书签。参考文献 . 错误 !未定义书签。专题论文 . 错误 !未定义书签。致谢 . 错误 !未定义书签。附录 1 中文译文 . 错误 !未定义书签。附录 2 英文原文 . 错误 !未定义书签。 1 1 附录 1 中文译文对振动侦查和测量的一种实用方法物理原则和侦查技术作者：动态顾问 , 篇论文论述振动物理、弹簧质量系统的动力学，阻止、位移、速度和加速度，并且查出和测量这些物产传感器的操作原理。振动摆动由振动或作用在机构的力的变化引起振动的摆动。振动行动反向。由于我们将看到，这振荡可能是在经过若干时间有价值的周期连续不断的或者可能间断的。它可能是周期性或非周期性 , 那就是说，它可能或者可能不呈现一规则的周期的重复。动摆的本质取决于力量的本质驾驶它和结构被驾驶。运动是一个矢量，呈现一个方向和一个量。振动的方向通常被描述依据一些独立的坐标系（典型地笛卡尔的或者直角的）其运动的方向被称作坐标轴。这些坐标轴的正交座标系的原点是被任意地被定义在一些适当的的位置。机构的多数振动的响应可以用当做单自由度弹簧质量系统模型，并且许多振动传感器使用他们的一个弹簧质量系统当做转导机构的机械部分。除外形尺寸之外，一个弹簧质量系统可以用弹簧的刚度 K，和质量 M，或者质量的重量些特征不仅决定来这机构的静态特性（静变位d），而且决定来它的动态特性。如果 g 是重力的加速度 : F = = = F/d = W/d d = F/K = W/K = 2 一个弹簧质量系统的动力学一个弹簧质量系统的动力学的可以被体系的特性在自由振动及有效的振动表示。自由振动自由振动被那情况情形哪里那弹簧是偏斜于是释放以及允许到自由地摇摆。例子包括一个跳板、一个跳簧跨接管，以及一个摆或摇摆偏斜以及留某事给自由地振动处理。两个特征特性应该注意。第一、阻尼在那体系表示原因的那振幅的那振荡到减少将来。那包括市区及郊区的那阻尼、那更快的那振幅随时间减小。（只要弹性极限不是超过），那频率或时期的那振荡无关原始的大小原始的偏转的的。那自然地发生频率的那自由振动被呼叫那自然频率受迫振动受迫振动当能量是连续地被加到那弹簧质量系统由申请振动的力在一些受迫振动频率时的情形两个二例子连续地推一个孩子上去一个摇摆和一失衡旋转电机元件。如果提供充足的能量到克服那阻尼是，那动作就会延续长达那激励延续之久。受迫振动可以取自励的或外部地激发振动的形式。自激振动发生在激发力是产生在或上去那悬挂质量的时候；外部地激发振动发生在激发力作用于弹簧的时候。这是那情形、例如：、当那基础对此那弹簧附属于是移动时。传导能力当基础正在振动，而且力整个弹簧被传输到中止的质量时候 ,质量的动作将会是来自基础的动作差积。我们将会认为基础的动作是输入，I, 和质量的动作响应 , R. 比率半径 /我被定义为传输度 , R/I 共振在力频率好低于体系的固有频率， R I, 和。由于作用力的频率接近那固有频率，由于共振，所以传递率增加。共振是在机械系统中的量的存储。在力频率接近那固有频率、能量是存储和积聚、导致增加响应振幅。阻尼也增加由于增加响应振幅、然而，并且最后那能量为阻尼所吸收、每一周期、等于能量增加由激振力，并且平衡状态到达。我们发现当 ff 个情况被称作共振。 3 隔振如果激振力频率超过 R = I 或 1时，在比较高的频率 R 使他们成为现实的。一束对准在一个反射面上光束在强度或者角度的的变化能被使用当做一距离指示从震源的角度之上方面。如果该探测仪器是足够快的，变化的距离也可以被测定。最灵敏的、准确的和精密的测定距离或位移的光学装置是激光干扰仪。利用这个仪器，一束反射激光束间杂有原来的入射光束。这由相位差形成的干涉图样可以测量位移下至 1 动加速度仪。最现代的般说来，造型整体传感器的优点从一个单一的材料块是更好的稳定性，较少热量的失配在部分之间，并且较高的可靠性。欠阻尼的速度仪容易不比置高低不平。单一晶体矽能有特别的降伏强度 ,特别地以高的应变率，但是它是然而一个脆的事物。矽的内磨擦非常低，因此，谐振扩大可能是比较高的超过对于动12 器。两者的这些功能成为它的比较易脆性的因素 , 虽然如果适当地设计而且安装他们被规律性用测量震动很好上述的 100,000 g 。他们通常有较宽的频带宽度胜于动器 (比较相似实物大小范围的模型 ), 连同较小的非线性，零的移位和磁滞特性。因为他们有直流电反应，他们在将要产生长期计量时才使用。在速度仪的一个典型独石矽可察元件中 ,1 毫米角尺矽芯片合并整个的弹簧，质量和四个臂的变计桥总成。感知器经由各向异性的浸蚀和显微机械加工技术是利用一个单一晶体矽做成的。应变计被本来平的矽一个杂物的图案造形。沟流的后来浸蚀释放规并且同时地定义如只是最初厚度的矽区域的质量。桥路可以由放置并联补偿电阻或者级数用任何这木头支架平衡了，做相配的或者这阻抗值及价值的变化用温度的修正。补偿是一种艺术 ; 因为动器能有非线性特性 , 用激发来自它被制作或校正的条件差积操作它是不受劝告的。举例来说，敏度只有大约成比例激发 , 通常是一个固定的电压或 , 在一些外壳 , 定流中有一些性能利益。因为热的性能将会大体上和激发电压的变化 ,在灵敏度和激发之间没有一个精密的比例。另外的预防在处理电压驱动的桥方面 , 特别地有低的电阻那些 , 是确认桥拿适当的激发。输入熔断丝的级数电阻担任一个分压器。注意这输入导线有低电阻，或者那一六线的大小是制成的（用读出线在这桥梁趋于允许这激励被校准）所以这桥梁获得这特有的激励。恒定电流激励工作没有这些用串联电阻的问题。然而，动器通常被补整傲慢的固定电压激发并且不可能用定流给被需要的性能。的平衡是它的健康最敏感衡量 , 而且通常是传动器的总不确定度的占优势的功能。平衡 ,有时叫做了偏向 , 零偏位 , 或零可测量产量 ,和 0 g 的产量 ),能被通常是热的特性或在内部或外面地诱导了感知器的应变变化的一些效应改变。传动器外壳设计尝试隔离来自外面的应变 , 像是热的暂态，基本的应变或固定转矩的感知器。内部的应变变化 ,举例来说，环氧基树脂蠕升 ,容易成为长期的不稳定的因素。所有的这些比较对于锕加倍的装置因为他们在直流者加倍传动器的较宽频带中更时常发生，通常低周波效应对直流传动器是更重要的。一些其是高灵敏度传感器，是设计有阻尼延长频带和过量程的能力。阻尼系数考虑过的理想。如此的设计时常使用油或一些其他的粘滞液体。二个特性听写技术是有用的只有在相对地低周波 : 阻尼军队成比例流过速度 ,而且适当的流量速度被藉由用大的位移泵流体达到。这是在那13 敏感的传动器的一个快乐的巧合他们在低的加速度频率操作位移足够大哪里。粘滞阻尼可以有效地除去共振放大率，延长过量程的能力，并且比加倍有效带宽。然而，因为缓冲液的粘性是一温度的强函数，传感器的有用的温度范围实质上是受限制的。可变电容一些设计中屏从一个边缘被把建成悬臂式，因此，动作实际上是转动 ; 其他的屏在圆周的周围被支援 , 当做在一个弹网中。由于加速度的在件的电容方面的改变被一对目前检波器感觉皈依者进入电压产量之内的变化。许多实是空气粘度变化由只有一点百分比在一宽的工作温度范围提供一频率响应比是可完成的用油阻尼在一个高频振荡器给容变化被这检流器检测。输出电压与电容变化成正比因此，趋于加速度。这结合的超程停留在这间隔可以提高高低不平的在这灵敏的方向，虽然阻力趋于过量程的在横向必须信任单独地靠这悬浮的力量，按现状对全部的其他的传感器设计没有超程停止来说是正确的。一些设计可以继续存在极其大加速度过量程的工况是 1000倍的测量范围。一台典型微电机件中的二个是空气介质，平行板积蓄器的电极。中央的元件用化学被蚀刻造形被薄又易曲手指中止的一个硬的中央质量。阻尼特性被位于质量之上的孔气体流量控制。的过量程的，直流电响应，低阻抗的输出端，和单纯的外部信号工况。缺点是成本并且以那在板子上调节的增加错综度按规定尺寸制作关联。同时 , 高频电容检波电路被用，而且一些高频载波通常在产量信号上出现。它是通常连达到（即，1000倍）比输出信号的频率高三数量级也不被注意到。伺服系统（力平衡）虽然伺服加速度计是主要地使用在惯性制导系统，但是一些他们的工作特性必然使他们在一定的振动应用中是合乎需要的。所有的在先前被描述的加速度仪类型是开环装置在哪一产量由于可察元件的挠曲被直接地读。在倍力器中或闭合回路，加速度仪 , 挠曲信号被用当一个身体上地驱动或再平衡返回平衡位的质量电路的反馈。倍力器加速度仪制造业者建议仰赖位移 (也就是 ,晶体和件的绷皮操作 ) 时常生产一个产量信号的开环仪器引起非线性错误。在闭合回路中设计 ,内部的位14 移被试验过的质量电再平衡保持极端小 ,将非线性减到最少。除此之外，闭合回路设计被说有较高的精确度胜于开环打字。然而，期间精确度的定义改变。以传感器制造商校核。伺服加速度计可以使两个基本几何结构的其中任何一个：线的（例如，扩音器）和摆动的（仪表的测量机构）。振动的几何结构是商业的设计中应用最广泛的。直到最近，伺服机构是主要地以电磁原则为基础。力通常被藉由在一个磁场之前经过在质量上的线圈驾驶电流提供。在和一个电磁的再平衡机构的下垂倍力器加速度仪中，下垂的质量发展对试验过的质量和那应用的加速度的产品转矩比例项。质量的动作被位感知器 ( 典型地电容的感知器 ) 发现 , 送一个误差讯号给伺服系统。误差讯号引起对产量的倍力器放大器对转矩电动机的一个反馈电流 ,发展相等在量中到来自下垂的质量加速度产生的转矩一个反对转矩。输出端是激励电流它本身（或者交叉一输出端电阻器）作用的，与偏转环传感器相似，跟外加力成比例因此趋于加速度。和开环传感器的高低不平的弹簧元件相反，再平衡压入回路加速度记录器的箱体中主要地有关电的并且只有当有动力提供时存在。当能实行的和大多数的阻尼被提供透过电子学的时候，弹簧在敏感的方向中是如易坏的。不像独自地仰赖可察元件 (s) 的特性其他的直流 - 响应加速度仪，它是闭合回路设计的反馈电子学控制使存偏见稳定性。因此伺服加速度计倾向于提供较少零点飘移，是我们在振动测量中使用他们的主要的理由。一般说来，他们有一个0.1 to in or of a a be as an of If is of be as or is a is by 2 in R R a of In of of 2 R to be E it is a in is so be E to if to 00,000 g. E of as as C to be In a of a PR mm R is a by of by a of in of as of of be by s) in or of of or of is an R it is to it it or PR is to is a in in is a in is to 3 of as a or a be at to to be so PR of R is of is in of g), be by or or in in to as or to to C in of R to 0.7 or is at to is by is a in at of is a 34 of of is VC as in is to In is so is as in a in of C to by a of C as a of a a to by a a a is R In a VC a C in by is to to of in in to in on of as is of 000 of a C is of to a of of an is to a by by in on 35 VC of of DC of of on It is up to of 1000 ) in in of in in to of is In or is as in a or to on of to an In by of In to of of is in on is by on in of a In an 6 a to of of is by an to to a to an in to is or an to in is to to In to of in of is is as in as is on of s), it is in to is in In a 1000 Hz in . A. P 293. 2. 1987. 3. 1982. 4. C. 1995. 4d., 37 5. 973. #6. 985. #018. 7. 967. #8. 1995. 1704. 9. 1978. #121. 10. 1987. 11. R. 84. 12. R. se 99. 13. 6. 14. B. 96 I 摘要振动桩锤是惯性振动机械的一种，属于振动利用机械中的平面双轴式激振器。振动桩锤是利用机械振动减少桩与土壤间的摩擦力，并依靠其自重或外加压力作用下达到沉桩的目的。振动桩锤分机械式和液压式两类，液压振动锤应用较少。振动桩锤采用机械式定向激振器。它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，两根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力叠加。振动桩锤主要由电动机、导杆、压缩弹簧、减振粱、振动箱、皮带轮等组成。具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。关键词：振动机械、振动桩锤、惯性振动、减振弹簧 he is of to in to it to be or of It is of by is on of or in in by a of so on is of is is so on 录摘要 . I . 1 章绪论 . 1 第 2 章振动机械的用途、分类、工作原理及构造 . 2 . 2 振动机械的组成 . 2 . 3 动机械的分类 . 4 . 5 惯性激振器的形式 . 5 . 12 . 13 . 14 . 14 . 15 . 15 . 15 . 15 . 17 . 18 第 3 章电机的选择和计算 . 20 . 20 . 20 第 4 章振动桩锤的主参数计算 . 22 . 22 . 23 . 23 的确定 . 23 . 24 . 25 第 5 章减振弹簧的设计与计算 . 27 . 27 . 27 . 27 . 27 . 27 . 28 . 28 . 28 . 29 . 30 . 30 . 31 . 31 . 32 . 32 . 33 第 6 章 . 35 V . 35 . 35 第 7 章经济分析与资源分析 . 39 结论 . 40 参考文献 . 41 专题论文 . 42 致谢 . 49 附录 1 中文译文 . 错误 !未定义书签。附录 2 英文原文 . 错误 !未定义书签。 1 第 1 章绪论在一般情况下，振动是一种不需要的、有害的现象，应该加以消除或隔离；但在某些场合，振动式需要的和有益的，应该加以利用。振动有益的场合很多，例如，各种乐器的振动，可形成美妙的乐音，感动人们；人类及高等动物的耳膜振动、声带振动。心脏搏动及呼吸运动，则是与生命现象紧密联系的振动；在工程技术中，各种振动机械利用振动完成许多特殊的工艺过程；在日常生活中，许多振动机具帮助人们扩展自己的工作能力。随着现代建筑业的飞速发展，桩基础已从木桩逐渐发展为钢筋混凝土桩或钢桩。校基础的施工方法和施工机械也有了巨大的发展。桩的类型大体上可分为两大类：预制桩和就地灌注桩。预制桩主要采用锤击的方法将其打入土壤中。其施工机械也从刚开始坠锤、蒸汽锤和柴油锤，发展到振动锤。振动锤是结合我国具体特点计算的新型产品，是公路、桥梁、机场、建筑等基础施工的理想设备。具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。动锤主要用于有动力电源的各建筑工地和港口、地下铁道、桥梁、高层建筑等桩基施工工程。它是广泛适用于丘陵、平原、干填土和湖泊地区、池塘淤泥层以及各种松土基础用袋装沙井、塑料纸板等工法加固软基的设备。 2 第 2 章振动机械的用途、分类、工作原理及构造动机械的用途和分类振动机械在工程技术中的用途很广泛，如振动加工，振动拉丝，振动压印，物料的筛分、破碎、输送等。最近 30多年来，应用振动原理而工作的机械（简称振动机械）得到了迅速的发展，它们在矿山和冶金工厂、选煤厂、化工厂、发电厂、铸造厂、建筑工地、水泥厂，以及粮食和食品加工厂中得到了广泛的应用。据不完全统计，目前已用于手工业生产中的振动机械有几十种之多，例如，振动给料机、振动输送机、振动筛、概率筛、振动离心脱水机、振动冷却机、振动球磨机、振动光饰机、振动落砂机、振动成型机、振动夯土机、振捣器、振动压路机、振动沉拔桩机、振动试验台、动平衡试验机和各种形式的激振器等。这些振动机在工业的各个部门中已发挥了重要的作用。振动机械的组成振动机械通常是由激振器、工作机体及弹性元件三个部分组成（ 2 用以产生周期变化的激振力，使工作机体产生持续的振动。常用的激振器有惯性激振器、弹性连杆式激振器、电磁式激振器、液压式或气动式激振器，以及凸轮式激振器等。如输送槽、筛箱、台面和平衡架体等。但在一些振动机中无平衡架体。为了完成各种工艺过程，它们通常作周期性的运动。簧）包括隔振弹簧（其作用是支承振动机体，使机体实现所要求的振动，并减小传给基础或结构架的动载荷）、主振弹簧（即共振弹簧或称蓄能弹簧）和连杆弹簧（传递激振力等）。在一些振动机械中无弹性元件。振动机械与其它类型的机械相比，优点是结构简单、制造容易、重量较轻、金属消耗量少、成本低、能耗小、安装方便、维修容易等。某些振动机械也存在着振幅不够稳定、调整复杂、传给地基的振动较大、零部件工作寿命较短及噪声较大等缺点。 3 动机械的用途利用振动的槽体（或管体），可使物料沿指定方向作滑行运动或抛掷运动，从而达到输送物料的目的。用管体封闭的振动输送机，能输送含有矽尘的矿物及其它有害或有毒的物料，有利于环境保护和人体健康。这两个优点是其它输送设备所不能比拟的。别、脱水、冷却和干燥因为振动可使物料松散地和均匀地分布于工作面上，同时在振动面上物料受重力（在离心力场中则为离心力）、冲击力、摩擦力和惯性力的频繁作用，所以在输送物料的过程中，可有效地完成诸如筛分、脱水、冷却和干燥等各种工艺过程；在溜槽、滑道中安置适当的挡铁或缺口，还可完成工件的排序或选别。碎、粉磨，物件的清理和工件的光饰利用振动可使物料（或物件）内部的裂纹易于形成，并迅速展开；利用振动可加剧物料（或物件）与研磨介质之间的相互摩擦和撞击，从而可有效地实现破碎或粉磨物料，完成物件清理、铸件落砂和工件（或刀具）光饰等各种工艺过程。实利用振动可以显著减小物料的内摩擦系数，增加其“流动性”，因而是物料易于成型与紧实。捣及沉拔桩等利用振动可减小土壤、砂石和其它混合物的内摩擦力，可降低土壤对贯入物体（桩或管）的阻力，因而可有效地完成夯土、压路、振捣和沉拔桩等工作，并可大大减轻工人对体力劳动。器及其零件的测试利用激振器对机体进行振动试验；利用振动试验台或振动测量仪测定仪器、机器及其零部件的参数；利用振动原理对回转零部件进行动平衡试验等。利用振动可以加快铸件或焊接结构内部形成晶粒重新排列的过程，缩短消除内应力对时间等。可以预料，振动机械的用途将会不断扩大，其规格和品种将会日益增多。它们在我国实现四个现代化的过程中将会发挥更大对作用。 4 动机械的分类利用合适的激振器、驱动工作台面、工作管体或槽体以实现要求的振动，达到处理特定的物料或物件，完成一定工艺过程的机械，称为振动机械，它是振动利用中重要而应用广泛的一部分。对振动机械进行分类的目的是：按照振动机械对类型，分别地对它们进行分析研究，找出它们的共性与特性，便于了解与掌握各种振动机械的特点，以使他们得到更合理的使用。振动机械可以按照它们的用途、结构特点以及动力学特性进行分类。表 2列举了各种常见振动机械的名称。振器）的形式分类（ 1）惯性式振动机（图 2 它是由惯性激振器驱动。惯性激振器通常是由偏心块、主轴、轴承和轴承座等所组成（图 2工作机体的振动是由偏心块回转运动时产生的周期变化的离心力引起的。目前惯性式振动机在工业部门中得到了广泛的应用。例如，惯性振动筛、振动球磨机、振动落砂机、振动成型机和振动振捣器等。图 2 惯性式振动机 a）惯性振动机简图 b）惯性激振器 1 激振器 2 工作机体 3 弹性元件 4 偏心块 5 主轴 6 轴承和轴承座 5 （ 2）弹性连杆式振动机它是由弹性连杆式激振器驱动的，弹性连杆式激振器是由偏心轴、连杆及链杆端部的弹簧所组成。工作机体借弹性连杆激起振动。目前用于工业中的该类振动机有弹性连杆式振动输送机、振动冷却机和重介质振动溜槽机等。弹性连杆式振动机构通常用于长度较大的振动机中。（ 3）电磁式振动机它是由电磁激振器驱动的。电磁激振器是由铁心、线圈及衔铁所组成。交流电流或脉动电流通过线圈，使电磁铁产生周期变化的电磁吸力，从而使工作机体产生振动。目前用于手工业中的该类振动机有电磁振动给料机、电磁振动输送机、电磁振动筛和电磁振动试验台等。（ 4）其它振动机他们由风动式激振器、液压式振动器和凸轮式振动器驱动。该类振动机与前述三类振动机的工作原理及计算方法有所不同。表 2动力学特性对振动机械进行分类。分为线性非共振类振动机、线性近共振类振动机、非线性振动机、冲击式振动机。除了按照前述特性进行分类外。还常常按照振动质体对数目及自由度的数目对振动机进行分类。性振动机械的工作原理与构造惯性激振器的形式惯性振动机是由带偏心块的惯性激振器驱动的。惯性激振器可分为以下几种。单轴式惯性激振器有两种结构，一种如图 2种如图 2它通常产生沿圆周方向变化的激振力。当轴两端的偏心块具有不同的安装相位时，还会产生沿圆周方向变化的激振力偶。 6 图 2种惯性激振器 a）单轴式惯性激振器 b）、 c）双轴式惯性激振器 d）多轴式惯性激振器图 2轴式圆盘偏心块激振力幅值 P=m 2 r（ N）， r=e 7 表 2动机械按用途分类类别用途机器名称输送物料类物料输送、给料、预防料仓起拱、作闸门用振动给料机；水平振动输送机；振动料斗；垂直振动输送机；仓壁振动器选分冷却类筛分、选别、脱水、冷却、干燥振动筛；共振筛；弹簧摇床；惯性四轴摇床；重介质振动溜槽；振动离心摇床；振动离心脱水机；槽式振动冷却机；塔式振动冷却机；振动干燥机研磨清理类粉磨、光饰、落砂、清理、除灰振动球磨机；振动光饰机；振动落砂机；振动除灰机；矿车清底用振动器成型紧实类成型、紧实石墨电极振动成型机；耐火砖振动成型机；混凝土预制件振动成型机；振动造型机振捣打桩类夯土、振捣、压路、沉拔桩、挖掘、装载、凿岩振动夯土机；插入式振捣器；附着式振捣器；振动压路机；振动沉拔桩机；电铲振动斗齿；振动装载机；风动或液压冲击器试验测试类测示、试验试验用激振器；振动试验台；动平衡试验机；振动测试仪器其他振动时效等振动时效用振动台 8 图 2常作反方向等速回转，所以当两轴上的偏心块质量及偏心距相等时，在此，该激振器将产生一个直线的、大小变化的激振力。当轴两端的偏心块具有不同的安装相位时（图 2还会产生定向周期变化的激振力偶。平面双轴式激振器激振力的产生如图 2 图 2面双轴式惯性激振器激振力幅值 P/N 20m 2r，最常见的为图 2常产生两种频率的激振力。目前单轴式和双轴式惯性激振器得到了相当广泛的应用，多轴式惯性激振器仅在少数机器中应用。线性或近似线性的非共振类惯性振动机械该类振动机具有以下特点： 1）振动机的弹簧刚度为常数或近似于常数。 2）机器在远离共振的状态下工作，工作频率与固有频率0之比0z，通常在 2 10范围内选取。 9 3）由于固有频率远小于工作频率，所以弹簧的刚度很小，因而，传给地基的动载荷小，振动机有良好的隔振性能。 4）振动机通常采用单质体振动系统，构造比较简单。由于该类振动机具有结构简单、隔振良好等优点，目前在工业中应用相当广泛。（ 1）单轴惯性振动筛单轴惯性振动筛的筛箱通常作圆周振动或近似于圆形的椭圆运动。它通常用于选矿厂、选煤厂、水泥厂和化工厂，对各类物料进行筛分。（ 2）振动球磨机振动球磨机用于物料的细磨与超细磨，其粉碎细度可达几微米。目前它在粉末冶金工厂、化工厂及其他工厂中，得到了比较广泛的应用。（ 3）振动光饰机振动光饰机常用来去除机械加工件、冲压件和锻铸件的毛刺和氧化皮，也可用作工件的尖边倒圆、除锈和抛光等加工。此外，这种加工方法还可以磨去刃具的虚刃，进而延长它的使用寿命。 10 表 2动机械按动力学特性分类表振动机类型动力学状态的特点常用激振器对形式振动机名称线性非共振类振动机线性或近似于线性非共振（0?）惯性激振器、风动式激振器、液压式激振器等单轴或双轴惯性振动筛；自同步概率筛；自同步振动给料机；双轴振动输送机；双轴振动落砂机；单轴振动球磨机；惯性式振动光饰机；惯性振动成型机；插入式振捣器；振动压路机；惯性式振动试验台；惯性振动冷却机线性近共振类振动机线性或近似于线性近共振（0）惯性激振器、弹性连杆式激振器、电磁激振器等电磁振荡给料机；惯性式近共振给料机；弹性连杆式、惯性式及电磁式近共振输送机；线性共振筛；槽式近共振冷却机；振动炉排；现行振动离心脱水机；电磁式螺旋振动上料机非线性振动机非线性、非共振（0?），或近共振（0）惯性式激振器、弹性连杆式激振器、电磁式激振器非线性振动给料机；非线性振动输送机；非线性共振筛；弹簧摇床；振动离心摇床；附着式振捣器；非线性振动离心脱水机；振动沉拔桩机冲击式振动机非线性、非共振（0?），或近共振（0）惯性激振器、电磁式激振器、风动式或液压式激振器等蛙式振动夯土机；振动钻探机；振动锤锻机；冲击式电磁振动落砂机；冲击式振动造型机；振动夯土机（抛离式）；风动式冲击器；液压式冲击器 11 （ 4）插入式振捣器单个插入式振捣器通常用于振捣小型的混凝土制件。在大型工程中，可应用多个振捣器联合工作。（ 5）振动料斗振动料斗将各种松散物料向受料装置给料，广泛用于各工业部门。（ 6）单轴式惯性圆锥破碎机惯性圆锥破碎机应用范围广泛，除在粉末冶金工业中用于破碎金属碎屑、硬质金属切割片和粒状金属外，尤其成功的用于耐火材料及不同的建筑材料的破碎。例如，在金属和钢铁碎片的连续再处理厂，每小时可破碎 200m 的粉末 50惯性破碎机粉碎造纸用的纤维半制品，比用传统的盘式墨迹效果好得多。惯性破碎机在冶金、建材、陶瓷、造纸、食品、废弃物的加工处理，以及其它许多工业部门中的道理广泛的应用。这对于破碎作业工艺的改革、降低能耗、提高生产率都具有实际意义。（ 7）振动压路机振动压路机与早期使用的依靠静压的压路机相比，用于宰割做工成长引入了振动，大大地提高了工作效率。振动压路机是修建高速公路、一般道路、机场、大坝等工程中不可缺少的机械设备。（ 1）振动成型机 (振动台 ) 这种振动机是钢筋混凝土构件厂的主要成型机械，用于大批生产空心板、排版以及厚度不大顶梁柱构件等。（ 2）振动筛振动筛用于筛分一些松散得易分离的材料的部分。（ 3）振动桩机用于振动沉拔桩的振动桩机如图 2类机械用于将桩沉入土壤和将已沉入土壤中的桩拔出。（ 4）双激振器振动圆锥破碎机这种破碎机较之单轴式振动圆锥破碎机，能获得粒度特性好的破碎产品。在对硬度较低的鹅卵石和硬度较高的岩石破碎试验中，给料粒度小于 40料粒度小于 30以上，小于 50以上，破碎产品为晶粒体，片状体和粉状体极少，完全达到君主制砂的要求。（ 5）振动烘干机振动烘干机可用于粮食、药材、食品等的烘干作业中。（ 6）垂直振动输送机振动输送机常用于物料的冷却与输送，每台机器的最大输送高度一般为 6输送量一般不大于 20t h。 12 性或近似线性的近共振类惯性机械目前应用于工业中的线性近共振式惯性振动机械有振动炉排、惯性共振式给料机、惯性共振式振动输送机、惯性式共振筛等。这类振动机械具有以下特点： 1）弹性元件（弹簧）的刚度为常数或近似于常数，所以可按线性振动系统或近似于线性系统进行分析研究。 2）振动机械主振系统的频率比为0 0z ，一般为即机器在近共振情况下工作。单隔振系统的频率比0 0z 通常仍按远超共振的状态进行选择，通常取0z 2 10。 3）由于在近共振状态下工作，所需的集镇力较小，通常为非共振类振动机所需激振力的 1/2 1/8，因而其传动部机构紧凑，尺寸小而且耐用。 4）当采用单质体振动系统时。由于缺少隔振弹簧，所以会将较大的动载荷传给地基。当采用双质体系统时，虽然可以采用隔振措施，但结构较复杂，机器重量也会相应增大。 5）近共振振动机械工作点（频率比）的调整，要比非共振类振动机械复杂一些。 13 图 2动桩机 1 底座 2 立柱 3 斜撑 4 双轴激振器 5）顶部滑轮组线性惯性振动机械工业用非线性惯性振动机械，可分为硬特性非线性振动机械和软特性非线性振动机械两类。硬特性非线性振动机械的主振固有频率随振幅的增加而增大，软特性非线性振动机械地主真固有频率随振幅的增加而减小。 14 非线性振动机械具有以下特点： 1）弹性元件具有非线性的性质，即弹性力与位移的关系，并非是直线关系，弹簧刚度不是常数。 2）非线性振动机械与线性振动机械相比，具有较大的振动加速度（在频率与振幅相同的条件下），这有利于提高机器的工艺指标。 3）硬特性非线性振动机械工作机体的振幅，比线性振动吉祥物定得多，使该种振动机械有较良好的工作性能。 4）某些软特性非线性振动机械可以获得不对称的速度曲线，这对完成某些工艺过程（如摇床选矿）是必不可少的。 5）对非线性振动机械，可以很方便地利用增减弹簧预压量的方法（对弹性力为曲线变化的压缩弹簧），或利用调整弹簧间隙的方法（对带有间隙的非线性弹簧），来改变机器的工作点（频率比）。非线性惯性振动机械包括：非线性惯性共振筛、非线性卧式振动离心脱水机、弹簧摇床和振动离心摇床等。前两种为硬特性非线性共振机械，后两种为软特性非线性振动机械。击式惯性振动机械利用冲击振动的机械有蛙式夯土机、振动锤锻机、振动钻探机、冲击式振动落砂机、冲击式振动造型机等。冲击式振动机械是非线性振动机械的一个特例。根据理论计算与试验都可以证明，冲击情况下物体产生的加速度，比一般线性振动机械工作的最大加速度大几倍、几十倍，甚至几百倍。因而利用冲击可以产生很大的冲击力，这对压实土壤，使物体产生塑性变形，岩石发生破坏或碎裂，促使铸件上的型砂剥落都是十分重要的。工机械的分类和工程应用本次设计的动桩锤是振动桩机的主要组成部分，如前所述，振动桩机属于双轴式惯性振动机械，是桩工机械的一种。建筑物的全部载荷都要通过基础传递给地基。基础大体可分直接基础、桩基础和沉箱基础。其中桩基础具有承载力大，沉积量小和施工方便等特点，被广泛应用于手工业与民用建筑、桥梁、港口、海上井台以及软地基加固等基础工程中。桩工机械是直接完成各种桩基础的施工机械，由桩锤或钻具与桩架组成。 15 工机械的分类桩工机械按预制桩和灌注桩施工方式的分类及特点见表 2 工机械在工程技术中的应用桩工振动机械主要用于基础的夯实、振捣与沉拔桩。利用振动可减小土壤、砂石和其他混合物的内摩擦力，可降低土壤对贯入物体（桩或管）的阻力，因而可有效地完成夯实、压路、振捣、沉拔桩等。动锤主要用于有动力电源的各建筑工地和港口、地下铁道、桥梁、高层建筑等桩基施工工程。它是广泛适用于丘陵、平原、干填土和湖泊地区、池塘淤泥层以及各种松土基础用袋装沙井、塑料纸板等工法加固软基的设备。动桩锤的工作原理和构成振动桩锤是利用机械振动减少桩与土壤间的摩擦力，并依靠其自重或外加压力作用下达到沉桩的目的。振动桩锤分机械式和液压式两类，液压振动锤应用较少。动桩锤的工作原理振动桩锤采用机械式定向激振器。它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，如图 2根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力叠加，其合力成为激振力，其方向是激振器两轴连线的垂直方向，大小周期性变化，桩在这一激振的力作用下沿其纵向轴线产生强迫振动，克服阻力而沉入土中。 16 表 2工机械的分类及特点类型施工方式类别主要特点预制桩施工机械打入法柴油打桩机施工性能好，使用方便，在预制桩施工中使用最广泛，但有振动、噪声及油烟污染。筒式柴油桩锤的软土起动性能差汽动打桩机以蒸气或空气为动力，配套设备庞大，但可作为低公害、超大型的施工机械液压打桩机以液压为动力，冲击力可以调节，而且低公害，可以在水下打桩振动法振动沉拔桩机结构简单，使用方便，效率较高，但在紧密粘土、粉沙及卵石中效果较差压入法压桩机以静压力压桩，工作时噪声低，无振动，但设备笨重灌注桩施工机械取土成孔法长螺旋钻孔机可连续切土和排土，成孔速度快，适于地下水位较低的地区施工反循环钻孔机将切下来的土制成泥浆后排出，适于地下水位较高地区及大直径的深基础施工回转斗钻孔机以伸缩钻杆连接的钻斗断续取土，在地下水位较低的地区可免去泥浆护壁全套管钻孔机在冲抓斗取土的同时将钢管压入土中，设备较复杂，成孔速度慢，但对地质条件的适应能力较强挤土成孔法与预制桩施工机械相同将钢管打入土中，然后边拔管边灌注混凝土。通常采用振动桩锤，一般适用于直径在 500其他施工机械软地基处理振冲器以水平振动力挤压周围土体及填料，以提高地基承载力深层搅拌桩机就地将软土与输入的水泥浆强制搅和，使之硬结为水泥土粉喷搅拌桩机就地将软土与喷入的水泥等填料强制搅和使之硬结地下连续墙地下连续墙钻机以多轴钻切土，制成泥浆后排出，施工时无振动，低噪声，效率较高地下连续墙抓斗采用抓斗取土，泥浆护壁，在地质条件适宜时可干式取土 17 图 21 原动机 2 减振器 3 激振器动桩锤的构成振动桩锤主要由原动机、激振器和减震器等组成。振动桩锤一般采用异步电动机，但要求电动机能在强烈的振动状态下可靠的运转，其次是要有较高的起动力矩和过载能力，故应选用耐振电动机。此外，振动桩锤也有采用液压马达驱动的，可以实现无级调频。一般激振器都采用定向机械激振器，为了适应不同类型的桩以及沉拔桩的要求，可以用改变偏心块中固定块与活动块之间的相互位置来达到调整偏心力矩的目的，调整频率可以采用改变传动比的方法来实现。为了避免将振动桩锤产生的振动传至桩架，在吊钩与激振器之间必须减振。减振器一般由压缩弹簧组成，但也可采用减振橡胶。 18 桩原理沉桩原理有强迫振动与土壤共振、强迫振动与土桩系统共振、强迫振动与桩体共振以及振动冲击几种理论，它们分别是中频振动锤、高频振动锤、超高频振动锤以及振动冲击锤的设计原理。如强迫振动与土桩系统共振理论可将振动锤、桩和土壤的系统简化为图2示的单自由度的振动系统。以振动体静止时自然平衡位置为零点。列出振动体微分方程式后进行推导，并令2 ，，可得出振动体的振幅 22 2 2 24 ( 1 )Z 式中激振器的角频率（ 1s ） r 偏心块的偏心距（ m） n 激振体的自振圆频率（ 1s ） M 激振体的质量（ m 偏心块的总质量（阻尼系数 19 图 2振动体系由此可得出：（ 1）当 Z 较大时（ 3Z ），振幅趋近于一定值，这是设计振动锤所要求的。（ 2）当 1Z 时（n），振幅最大，即是共振工况，这时偏心力矩不变也可使振幅增大，但不稳定。 20 第 3 章电机的选择和计算择电动机应综合考虑的问题 1、根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。 2、根据负载转矩、速度变化范围和启动频繁度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，选择电动机功率，并确定通风冷却方式。所选电动机功率应留有余量，负荷率一般去 3、根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构型式。 4、根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压级数和类型。 5、根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程性能的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机的额定转速。除此之外，选择电动机还必须符合节能要求，考虑运行可靠性、设备的供货情况、备品备件的通用性、安装检修的难易，以及产品价格、建设费用、运行和维修费用、生产过程中前后期电动机功率变化关系等各种因素。根据参考文献 7中表 16161616知：振动桩锤的电动机属于带周期性变动负载的机械或启动条件沉重的无调速要求的机械，故而采用绕线型电动机。电机外壳防护为择电动机根据振动频率和所需电机功率，并参照文献 7中表 16择列高转差率三相异步电动机。该系列电动机是 Y（生系列，转差率高，启动转矩大，启动电流小，机械特性软，能承受冲击载荷。电动机转子采用高电阻铝合金制造。冷却方式为 B 级绝缘。所选电动机的型号及主要参数如表 3示。 21 表 3选电动机的主要性能参数型号同步转速 1500 定功率 75 在额定功率时转速 1395 电流 A 144 负载持续率 15 转差率 7 效率 86 功率因数转电流额定电流转转矩额定转矩大转矩额定转矩动惯量 2量 62 根据公式计算工作时电机的实际转速： 55019550 电动机转矩（额定功率 5n 额定转速 480r/P 实际功率 0P=60n 实际转速（ r/ 将数据代入公式得 1n=1116r/T= 22 第 4 章振动桩锤的主参数计算振动桩锤采用机械式定向激振器。它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，两根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力互相抵消，而垂直方向上的分力叠加，其合力即激振力 F=2 20 式中 0m

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