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打桩机动力结构设计 打桩 机动力 结构设计

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湖 南 科 技 大 学英文文献翻译学 生 姓 名： 牛文建 学 院： 机电工程学院 专业及班级： 机械设计制造及其自动化（2）班 学 号： 103010201 指导教师： 马克新 2015 年 3 月 26 日VIBRATORY HAMMER EXCITERSAlthough there are many varitations in design and construction ,the vast majority of vibratory hammer are of the configuration like this .Briefly ,there are two main components of the system: the exciter , which produces the actual vibrating force ,and the power pack, which provides the usable energy for the motors on the hammer to spin the eccentrics. We first need to look at the exciter; it is divided into three parts; 1)Vibrator case :This contains the eccentric weights and does the actual vibration. Thus, these eccentrics must be somehow both driven and synchronized. The most common way to accomplish this is a gear system. The gears can actually function in various ways , depending upon how they are set up . Generally the eccentrics are mounted to the gear system , either partially or entirely; in either case the mounting is rigid. In some vibratory hammers, this rigidity is insured by insured by making the gear a one piece eccentric .Several types of gears have been used in vibratory hammer, including spur, helical ,and bevel. All types work best when the teeth are small but strong enough to transmit the power. Large teeth have two been used extensively in vibratory hammers over the years , but small ones are quieter , more efficient, and more reliable. Other schemes of synchronization are: a) there are no gears , and most of the time the amplitude of the system synchronizes their rotation ,each eccentric driven by its own motor , or b) the gears are synchronized by a chain and each eccentrics is driven individually . In any case , the dynamics forces generated by the eccentrics is transmitted to the case by the use of antifriction bearings , which also facilitate rotation. These can be cylindrical , spherical (“screen” bearings) ,or ball , but to work properly they must be sufficiently large for the load and adequately lubricated ,either by a pump system or well designed splash system . Geared eccentrics can be connected to the motor either by pinion, or through belts or chain drives. For the latter two the motor is mounted on the static weight ; a pinion drive require that the motor be mounted directly to the vibrator case .Pinions are used as torque converters, which make optimum used of motors at their preferred operating speeds. 2)Clamp: This connects the vibrator case to the pile and thus transmits the vibrators power from the vibrator case to the pile. Generally speaking , most clamps pinch the pile using a hydraulic cylinder and jaws , thus making a frictional connection . A few vibrators actually bolt or pin the pile to the vibrator case , as was done with the old Vulcan or MKT impact extractors . Some clamps (Foster) use some kind of leverage to enable the use of a small cylinder to generate a large force . For hydraulic clamps ,both lever and direct cylinder clamps are shown.3) Suspension: This is connected to the vibrator case by rubble or metal springs. In driving this provides additional weight to the system to force the pile into the ground without degrading the vibration of the system, although with most units additional bias weight can be attached to the suspension. In extraction the suspension system transmits static pull while dampening out vibration and thus protects the crane boom. For this to be effective the springs must be sufficiently soft and the bias weight sufficiently heavy to insure a suspension natural frequency that is much lower than the vibrators operating frequency. Occasionally additional static weight is helpful during and the weights which accomplish this (called “base weighst”) are attached to the suspension. Impact-Vibration Exciters Although impact vibration hammers share common constructional features with their vibratory relatives , there are important differences .In common with more conventional vibratory hammers, it contains counter rotating eccentrics which impart vertical vibrations ;however, these are contained in a head which is not rigidly connected to the pile but is free to some degree . This freedom enables the units to impact the pile at a rate higher than conventional impact hammers . The alternating force of the eccentrics takes the place of the air , steam ,diesel combustion or hydraulic fluid in 4 moving the head up and down like a ram, with impact at either the top , bottom,or both ends of its “stroke”. Although this can produce variations in the eccentric rotational speed of up to 40%(as opposed to the 50% or so normal for vibratory hammers), this variation generally does not impede the continuous , stable operation of the equipment. Some of the various parts of these hammer are dicussed below: Exciter/Head : The exciter of these machines is similar in general principle to strictly vibrating machines ,with eccentrics driven by motors. With impact vibration hammers ,the exciter has a constant source of amplitude within the springs ,and so the eccentrics are usually not synchronized with gears ,each one driven by a motor. Beaing life with these machine is critical ,and many of them must be used in the vibratory mode a good deal of their operation. Frame/Springs : Frame design of these machines is critical since the frame provides both the regulation of the machine and its connection to the pile. The regulating springs are generally coil springs . The machines vibration within the springs is regulated by both the springs rate and the pretensioning of the springs . The latter can be either fixed or regulated by hydraulic or electric means . Part of the machines force on the pile is also transmitted by the springs if the frame is clamped to the pile.Pile Connection: The most elementary of impact-vibration machines have no pile connection(or frame) at all and rest on the top like impact hammers .Although hydraulic clamps similar to ones in vibratory hammers can be used , other schemes to keep the frame on the pile include simply making the frame heavy than the upward springs force or bolting the machine to the pile. Power Packs for Vibratory and Impact-Vibration Equipment Turning to the power pack, a few vibrators , such as the bodine-guild resonant drivers ,some of the early Soviet vibrodrilling machines ,and some Japanese units ,drive rotating eccentrics straight from diesel or gasoline engines by mechanical couplings . However , most vibratory or impact-vibration hammers transmit energy from the prime mover to the eccentrics through either electric or hydraulic systems. Since construction site are usually remote , transportable power sources have been developed for vibratory hammers. These are referred to as power packs ( for hydraulic units) or generator sets ( for electric units) . These units are similar for both vibratory and impact-vibration equipments . Electrics system : these usually employ three-phase induction motors driven at a single frequency, which has encourage the development of many system to vary the eccentric moment and thus the driving force .In some case electric vibratory hammers can be driven from a nearby three-phase mains , obviating the need for a generator set. The hammers thus only requires a switchbox to control it . A separate , small power pack , driven with an electric motor , is required to operate the hydraulic clamp , if there is one . This can either be on the ground or mounted on the static overweight . Electric systems are less and less popular because of maintenance and reliability consideration. Hydraulic system: for a varity of reason hydraulic system have become dominant, and the major manufactures , such as Vulcan ,ICE ,and MKT, employ hydraulic drive almost exclusively. These system use a diesel engine to drive a hydraulic pump ,which In turn drives the motor on the exciter . A reservoir of varying size is used to store hydraulic fluid in case of leakage , fluid low , both in starting and stopping the 6 machine and during operation .Beyond these basic , these are specific differences between the various hydraulic power packs available; They are : 1) Pump Driven or Gearbox :the hydraulic pump is connected to the engine through a pump drive; sometimes this pump drive is a gearbox as well , acting as a speed changer to optimize the pump , while in others a direct drive is employed , eliminating gear losses. 2) Clamp Pumps :some units have separate pumps for the hydraulic clamp and some integrate these into the main power source .Impact-vibration hammers that do mot have a clamp on them do not have a clamp on them do not need a clamp circuit. 3) Variation of Frequency and Force :Both of these can be varied either by using varied displacement pumps in the power pack or by simply varying the engine speed. Variable disable displacement pumps can have very sophisticated flow control mechanisms. 4) Control Type : These units can employ air ,electric, or manual controls for the hydraulic circuitry .Manual controls are the simplest; however ,they confine the operate the machine . Remote controls allow more economical and there is better access to the parts for severice. 5) Enclosure : some power packs have a sheets metal enclosure and some do not . The principal advantage of an enclosed power pack is protection from weather and criminal activity . Enclosures are also helpful if they provide sound deadening , although many do not. Open power packs are more economical and there is better access to the parts of service. 6) Open and Close Loop Hydraulic System: Both appear on power pack in this application . Closed loop systems allow for better controlled starting , running ,and stopping of themechines , but have traditionally been more complicated, and the power packs less adaptable to other applications. In some cases, the crane hydraulic system can be employed to power the vibratory hammer. Although this eliminates the external power pack and diesel engine , all of the control and operating features of these integral power units are the same. 振动打桩机激振器虽然在设计和施工中有很多变化，但绝大多数的振动桩锤结构都像这样。简单的说，打桩机系统由两个核心组件构成：激振器产生激振力；电源箱提供能源使得位于振动桩锤上的马达带动偏心块旋转。 我们首先看一看激振器，它由三部分组成； 1）激振箱 ：包含偏心块，它能产生振动。因此这些偏心块一定是以某种方式被同步驱动。 最常被用来实现这种同步驱动的是齿轮系统。齿轮有多种运用方式，这取决于它们是怎样被安装的。通常齿轮系统被整体或局部的安装在激振器中，无论哪一种情况下，它都是被精确的安装。在某些振动桩锤中，齿轮配对加工以确保其精度。某些型号的齿轮被运用到振动桩锤中，包括直齿，园齿和圆锥持轮。这些齿轮齿形虽小但工作良好，强度足够传递动力。大型齿轮虽然多年来广泛的运用在振动桩锤中，但是小齿轮更轻巧、更有效也更可靠。 其他的同步方案中不存在齿轮系统，方案一：大多数的振动系统中每一个偏心块由独立的马达驱动，振幅随着旋转改变。方案二：由同步齿轮链条驱动，偏心块仍由独立的马达驱动。 无论在那种情况下，由偏心块产生的激振力由润滑轴承旋转传递到箱体内，这些轴承的滚珠可以是圆柱形、球形的，但是为良好工作，必须有足够的强度和充分的润滑，润滑是由液压系统或者是设计良好的油滴飞溅润滑来实现。 偏心块既不是通过齿轮也不是带和链传动连接到马达上的，后两者中马达是被静态安装的；齿轮传动需要马达直接被安装在激振器箱体上，齿轮被用作旋转转化原件以便充分利用马达工作转速。 2）压钳：用来连接激振器和桩锤，因此传递递激振器产生的激振力至桩锤。总的来说，大多数的压钳采用液压缸和下颚挤压桩锤而产生摩擦连接。实际上一些振动桩机采用螺栓或者螺钉将桩锤直接安装在激振器箱体上，正如一些老式的Vulcan 和MTK的冲击桩锤。一些压钳（福特斯）采用某种类型的杠杆以使缸体产生很大的挤压力，对于液压压板来说，通常采用杠杆和直压板。 3）悬架：悬架通过垫圈或金属弹簧安装在激振器箱体上，大多数的部件都可以增加偏心块重量，通过驱动这些额外增加系统重量而不减少系统的振动以使桩锤打入地面。在拔桩过程中，悬架传递静拉力而不损坏起重吊臂。为了确保悬架的振动频率低于激振器工作频率，弹簧和偏心块必须有足够弹性和重量。有时候，适当的增加悬架的重量有理由完成打桩过程。 冲击振动桩锤 尽管冲击振动打桩机和其它类型的打桩机一样都具有类似的结构，但是还是存在显著的区别。和传统的打桩桩锤相同，它包括旋转的偏心块来产生竖直方向上的激振力，但是，冲击桩锤的桩锤不是刚性的连接而是自由的还具有一定程度的自由度。这种自由连接的方式保证了冲击桩锤比传统桩锤上升的高度更高。偏心块产生可变换的激振力取代了压缩空气、柴油燃烧或者液压油驱动桩体上升或下降，在桩体上身到顶部和底部时都能产生冲击力。尽管偏心块旋转能产生高达40%的变速范围（相对于正常桩锤的50%），但是变速范围不影响设备的整体连续运行。 激振器/ 连接头：冲击桩锤的激振器与严格的振动打桩机激振器大体相似，其偏心块都是有马达驱动。随着冲击桩锤运动，激振器有连续的振幅，因此激振器不与齿轮同步驱动，每一个偏心块都由独立的马达带动。设备中齿轮的寿命是至关重要的，因此大部分的齿轮振动模式下才能正常运行。 箱体/弹簧：箱体的设计是机器中至关重要的一项，不仅提供机器的调节同时也连接桩锤。一般的调整弹簧是卷弹簧。机器的振动是由弹簧的弹性比和弹簧的预紧力调节的。 桩锤连接：冲击桩锤没有任何的桩锤连接装置因而就像停留在顶部的桩锤，尽管液压夹具在振动桩锤中能够被运用，其他方案中为了桩锤的箱体连接而箱体的重力大于向上的弹簧弹性力或者是直接采用螺栓连接。 振动桩锤和冲击桩锤的动力装置 提到动力装置，像一些苏联早期的振动打钻机和日本的柴油或汽油驱动偏心块竖直旋转的机械连接装置。但是，大多数的振动桩锤通过电子或液压系统将原始动力传递给偏心块。考虑到施工地点通常偏远，振动桩锤的便携式动力部分已经改良。它们是经常被提及的马达（液压装置）和电动机（电气装置）。这些装置在振动桩锤和冲击桩锤中类似。 电气系统：通常采用单频三相感应电机，它能够调整偏心块的运动进而调节激振力。在某些情况下，电气振动打桩机能够采用附近的三相输电总线驱动。因此桩锤仅仅需要一个转换开关就能控制。单独分开小型的电机驱动动力装置需要启动液压夹钳如果配备的话，它可以静态安装在地面或其它部位，由于保养和可靠性差，电气系统难受欢迎。 液压系统：有很多理由解释液压系统将成为主流，像Vulcan ,ICE ,and MKT都专门采用了液压装置。液压系统采用柴油电机驱动液压泵，液压泵驱动激振器上的马达。回油箱用来储存因在开机或关机中导致的液压油漏油和油路。除了这些基本的特点之外，一下还有显著的液压动力箱的特点： 1）液压泵/变速箱：液压泵通过液压马达与电机相连，有时候液压驱动也是变速箱，起着调节泵的转速的作用，有时候被直接运用到其它设备中以消除齿轮磨损。 2）液压压钳：有些设备能将液压泵与液夹钳分隔开，有的则将两者连接起来成为主要的动力部分。冲击桩锤没有液压夹钳，因此也不需要液压回路. 3）可便频率和力矩：这两者均可调节通过使用不同排量的液压泵或者独单的调节每个电机的转速，可变排量的液压泵由非常复杂的流量调节机制。 4）控制类型：液压回路的控制单元可以使用空气、电或者手动控制。手动控制是最简单的，但是这限制了设备的工作范围。远程控制提供了更多的弹性操作但是增加了成本也导致了更多的问题。 5）壳体：一些动力箱有薄板包裹，一些则没有。壳体的作用能保护动力箱不受空气影响和防止事故。不管配不配备隔音设备，壳体也是很有用的。开放式的动力箱更经济也便于拆装零件。 6）开放式和封闭式的液压回路系统：两者共同出现在动力箱上，闭合式的液压回路系统能更好的控制启动、运转和停止，但是与传统的控制相比越来越复杂，使得与其他元件的兼容性减低。 在某些情况下，液压起重系统能够被运用到振动桩锤的沉拔中。尽管减少了外部动力箱和柴油发动机，但是动力装置的所有控制和操作特点都是一样的。湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 打桩机动力结构设计 学号：2010963121 姓名：毛文杰 专业： 机械 指导教师：签名 系主任：签名 一、主要内容及基本要求 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13周3设计35周4分析、调试等57周5写出初稿79周6修改，写出第二稿911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) 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963121 姓名 毛文杰 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 打桩机动力结构设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人： 2014年5月 日湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目： 打桩机动力结构设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010963121 姓 名： 毛文杰 指导教师： 吴继春老师 完成日期： 2014年5月 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 . 32 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 . 43 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 . 84 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 . 105 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。2.2 钻头长出现的问题 对于以前这种结构的打桩机钻头会存在以下问题：在打桩过程中，钻尖和钻镐磨损严重，很容易损坏。需要及时的修复或者更换，但是由于钻尖和钻镐是焊接在钻头基本体的头部与钻头基本体形成了不可分离的整体，所以需要使用电气焊将钻尖或者钻镐从钻头基本体上切割下来，然后才能进行修复或者更换。这样的话效率低，浪费时间，将会严重影响建筑施工的进度。出料门暴露在钻头的表面，很容易磨损或者刮掉，容易卡死，影响打桩机的正常工作。使用的寿命短，成本高，不利于维修，作业率低。 介于以上情况,此次设计的打桩机的钻头，其主要的的特点是提供了一种新型的建筑打桩机钻头方便修复和更换钻尖和钻镐本证出料门的正常工作，提高使用寿命，便于维护，提高作业率，解决以上情况。2.3 钻头的设计方案 方案：头组成中包括钻头基本体、钻尖、钻镐、螺旋叶片、出料口。螺旋叶片固定在钻头基本体上，钻尖和钻头基本体是可以分离的，钻尖是通过钻尖螺栓固定在钻头基本体的头部，钻镐与螺旋叶片是可以分离的，钻镐通过钻镐螺栓固定在螺旋叶片的头部，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，出料口位于钻尖的下方。钻尖与钻头基本体之间可以通过钻尖座固定连接，钻尖座固定在钻头基本体上，钻尖固定在钻尖座上。 出料口外设置的出料门与钻头基本体之间通过销轴连接，便于打开出料门和更换出料门，沿销轴转动出料门可以打开出料门，露出出料口。 出料口可以设置钻钻头基本体头部的侧面，出料门低于钻尖的外面; 出料口也可以设置在钻头基本体的顶部，出料门与钻尖座成为一体，钻尖通过螺栓固定在钻尖座上。打开出料门，钻尖也随之其翻转。 为提高工效，钻尖上设有切削刀刃，出料口为有斜度的喇叭形。采用这种方案，当需要更换或者维修钻尖和钻镐时，不需要使用电气焊将钻尖或者钻镐从钻头基本体上切割下来，只需要松开固定钻尖和钻镐的链接螺栓便可以方便的将钻头和钻镐从钻头基本体上拆卸下来，进行更换或者维修，且更换和维修钻头钻镐的时间很短，大大提高了作业率，出料门更换方便，开合自如，不存在料门不开现象。解决了钻头到底，料门打不开堵管的问题。本设计具有结构合理提高了使用寿命，便于维修、提高作业率、成本低等特点、方便更换修复钻尖和钻镐，保证出料门的正常工作。如图2.1，图2.2所示，其中1 钻头基本体、2 钻尖、3 钻镐、4 螺旋叶片、5 出料口、6 钻尖螺栓、7 钻镐螺栓、8 出料门、9 销轴、10 连接法兰、11 钻尖座 图 2.1 钻头 图 2.2 拆分后的钻头 根据图 2.1和图 2.2，在实际中，打桩机钻头的组成包括钻头基本体1、钻尖2、钻镐3、螺旋叶片4、出料口5、螺旋叶片固定在钻头基本体上，钻尖和钻头基本体是可以分离的。钻尖与钻头，基本体之间通过钻尖座固定连接，钻尖座11固定在钻头基本体1上，钻尖通过钻尖螺栓6固定在钻尖座11上，钻镐与螺旋叶片是可分离的，钻镐通过钻镐螺栓7固定在螺旋叶片的头部，钻头基本体为空心结构，在钻头基本体的头部设有出料口5，出料口外设有出料门8隐蔽出料口，出料口位于钻尖的下方，出料口设置在钻头基本体的侧面，出料门低于钻尖外表面，出料门口外设置的出料门8与钻头基本体之间通过销轴9连接。便于打开出料门和更换出料门，沿销轴转动出料门可以打开出料门露出出料口。在钻头基本体1的尾部设有连接法兰10，通过该法兰将钻头与钻杆，固定连接，外力驱动钻杆旋转，钻头开始工作，钻头钻至预订的位置，提起钻杆、钻头、打桩料将出料门打开，通过出料口注料打桩。由于出料门8采用销轴，9与钻头基本体1连接，并且出料口设置在钻头基本体头部的侧面，出料门低于钻尖外表面，使得出料门1不会被卡住,不易损坏。 钻头使用一段时间后，易损件磨损，主要更换钻尖2、钻镐3、出料门8、当钻尖需要更换是松开固定钻尖的钻尖螺栓6，在钻头基本体上卸下钻尖，进行更换当钻镐需要更换时，松开固定钻镐的钻镐螺栓7在螺旋叶片4上卸下钻镐进行更换，打开出料门上的销轴9就可以更换出料门8.钻尖2上设有切削刀刃提高钻头工效，出料口5为有斜度的喇叭形，外面开口大里面开口小，增大出料口的排料量不易堵料。 所有易损件都是可以拆卸的，在钻头上更换，不需要使用电气焊，缩短更换时间，方便实用。方案:此方案只做假单的介绍，此方案的不同之处是出料门的位置，其余部分与方案相同，只是此方案的出料口设置在钻头基本体1的顶部，出料门8与钻尖座11成为一体，钻尖2通过螺栓6固定在钻尖座11上，打开出料门钻尖也随之以其翻转，扣上出料门8，钻尖2、钻尖座11与钻头基本体1成为一个固定整体。第三章 钻杆的设计3.1 钻杆的作用及其结构钻杆的设计 钻杆的作用是在作业中传递动力转矩时，钻头切削土层同时将切下来的泥土通过钻杆轴送到孔外形成孔柱状。 钻杆的结构一般是中心为一定直径的无缝钢管，外面焊接一定螺距的旋片，由于钻杆本身不承担切削土层的任务为减少螺旋叶片与孔壁的的摩擦力，因此钻杆的直径往往比钻头直径小20-30mm，螺旋叶片的厚度及螺距则根据螺杆强度、土层状况、机械寿命等因素，确定钻杆的分节长度一般为2.5-5m不等。如图3.1所示，其中 1 螺旋叶片、2六角链接头、3六角连接套筒 图3.1 钻杆内部结构 钻杆与钻杆的链接可采用阶梯法链接，也可用六角套筒并通过锥销链接。如图3.2所示，其中 1 销 、2 六角套筒链接。 图3.2 六角套筒3.2 打桩过程中钻杆常见问题 在建造楼房、桥梁建筑时，往往需要打桩，目前使用的长螺旋打桩机采用钻头、钻杆和动力机构构成。由于不同地方的地层构造不同，当钻头进入地下时，工作人员不能看到钻头，不能根据钻头所处地层的构造达到钻头转动与行进速度的同步，造成所打桩不呈螺旋状。 3.3 解决方法 介于这种情况，此设计的目的就是提供一种能在不同地层构造情况下使桩体呈螺旋状的长螺旋打桩机钻杆。为实现上述目的设计的钻杆为包括带有通孔的杆体，且在杆体的外壁面带有螺旋线。且所述的螺旋线为螺旋突起，且所述的螺旋线为螺旋凹槽，所述的螺旋线为与杆体外壁不同颜色的螺旋颜色层，所述的螺旋线的螺距100mm-1600mm所述的杆体直径为120mm-800mm。 此设计的打桩机钻杆与以前的技术相比，具有以下特点1、由于杆体的外壁面带有螺旋线，该螺旋线的螺距与钻头的螺距相等，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，可以随时的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。2、由于螺旋线的螺距为100mm-1600mm，所述杆体的直径120mm-800mm，针对不同螺距的钻头，可以选用不同螺距的钻杆。 3.4 钻杆设计的具体实施方法 结合图形对此长螺旋打桩机钻杆的结构和使用原理做进一步的说明。 如图所示，此打桩机的长螺旋钻杆包括带有通孔1的杆体2，在杆体的外壁面上带有螺旋线3。根据杆体加工的需要，螺旋线3可以为螺旋突起，可以是螺旋凹槽，也可以是与杆体外壁不同颜色的螺旋颜色层。 螺旋线3的螺距与钻头的螺距相等，为了适合于不同螺距和不同直径的钻头，螺旋线3的螺距为100mm-1600mm杆体的直径为120mm-800mm。当使用时，将钻杆连接于钻头和动力装置之间，当转入地下时，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。如图3.3所示，其中 1 通孔、2 杆体、3 螺旋线 图 3.3 钻杆第四章 立柱的设计4.1 立柱的工作原理目前，在人们使用的液压打桩机的一侧固定安装有立柱，立柱为整体结构，立柱的下部与液压打桩机的机体连接，中上部通过立柱斜支杆连接在液压打桩机上，立柱斜支杆通过销轴与立柱上的销轴孔铰接，立柱为两根平行的槽形钢轨道，在平行的槽形钢轨道上连接有液压锤滑板，液压锤滑板可以在槽形钢轨道上运行。4.2 立柱存在的问题该液压打桩机由于立柱较高，并固定在液压打桩机的一侧，转场运输在公路上行驶时，超高的立柱与跨越公路的线缆相冲突，同时超高的立柱也无法通过桥涵，必须将立柱整体拆卸下来进行运输，拆卸及安装时非常繁杂、劳动强度大。费事费力。4.3 解决的方案 这回设计的目的主要是提供一种转场运输时不需要整体拆卸的液压打桩机立柱。其实现方法是通过将立柱分为上段立柱和下段立柱结构，上段立柱和下段立柱通过连接装置连接成一体。连接装置有一上固定板、下固定板、和动板，上固定板连接在上段立柱上，下固定板连接在下段立柱上，动板的上段与上固定板连接，在下固定板和动板上有螺丝孔和销轴孔，下固定板和动板上的螺丝孔相对应，下固定板和动板上的销轴孔与立柱上的销轴孔相对应，或者在下固定板和动板上有螺丝孔，下固定板和动板上的螺丝孔相对应，或者有一铰链，铰链连接在立柱的一侧，在立柱的另一侧连接有连接板，连接板通过螺丝连接，或者有连接板，连接板对应连接在上段立柱和下段立柱的侧面，连接板通过螺丝连接。有益效果，当采取上述方案时，立柱分为上段立柱和下段立柱，打桩时将上段立柱竖起，并通过螺丝与下段立柱连接为一个整体，液压锤滑板可以在上段立柱和下段立柱构成的立柱上自由上、下；转场运输时，将上段立柱向一侧放到，或者将上段立柱从下段立柱取下，是液压打桩机的整体高度降低，处于运输的标高以内，不需要整体拆卸，达到了本实用新型的目的。该打桩机立柱结构简单，在转场时，只需要将上段立柱以销轴为支点弯折下来，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。4.4 具体设计方法 （1）在液压打桩机的一侧固定安装有立柱，立柱的下部与液压打桩机的机体连接；中上部通过立柱斜支杆10 连接在液压打桩机上，立柱斜支杆10 通过销轴7与立柱铰接，立柱为二根平行的槽形钢轨道，槽形钢的槽口对外，在两根平行的槽形钢轨道上连接有液压锤滑板，液压锤滑板骑跨在二根槽形钢轨道之间的空档中，立柱为上段立柱1 和下段立柱6 分体结构，上段立柱1 和下段立柱6 通过连接装置连接为一体。连接装置有一上固定板2、下固定板5 和动板3，上固定板2 连接在上段立柱1 外侧的槽口上，并与槽形钢的槽口平齐；下固定板5 连接在下段立柱6 外侧的槽口上，并与槽形钢的槽口平齐，动版3 的上段与上固定板2 连接，在下固定板5 和动板3 上有螺丝孔和销轴孔，下固定板5 和动板3 上的螺丝孔相对应，下固定板和动板3 由螺丝4 固定，下固定板5 和动板3 上的销轴孔与立柱上的销轴孔相对应，销轴7 穿过立柱斜支杆10、下固定板5 和动板3 的销孔，当拧掉螺丝4 后，上段立柱1 能以该销轴7 为支点转动。如图4.1所示， 1 上段立柱、2 上固定板、3 动板、4 螺丝、5 下固定板、6 下段立柱、7 销轴、10 立柱斜支杆 图 4.1 立柱 （2）主要特点是下固定板6 和动板3 上有螺丝孔，下固定板6 和动板3 上的螺丝孔相对应，下固定板6 和动板3 通过螺丝4 固定。其它的实施情况和（1）中相同，在液压打桩机的一侧固定安装有立柱，立柱的下部与液压打桩机的机体连接；中上部通过立柱斜支杆10 连接在液压打桩机上，立柱斜支杆10 通过销轴7 与立柱铰接，立柱为二根平行的槽形钢轨道，槽形钢的槽口对外，在两根平行的槽形钢轨道上连接有液压锤滑板，液压锤滑板骑跨在二根槽形钢轨道之间的空档中，立柱为上段立柱1 和下段立柱6分体结构，上段立柱1 和下段立柱6 通过连接装置连接为一体。连接装置有一上固定板2、下固定板5 和动板3，上固定板2 连接在上段立柱1 外侧的槽口上，并与槽形钢的槽口平齐；下固定板5 连接在下段立柱6 外侧的槽口上，并与槽形钢的槽口平齐，下固定板5 连接在下段立柱6 外侧的槽口上，并与槽形钢的槽口平齐，动版3 的上段与上固定板2 连接，下固定板6 和动板3 上有螺丝孔，下固定板6和动板3 上的螺丝孔相对应，下固定板6 和动板3 通过螺丝4 固定。如图4.2所示，其中 1 上段立柱、2 上固定板、3 动板、4 螺丝、5 下固定板、6 下段立柱 图4.2 立柱 （3）主要特点是二根槽形钢的槽口均向内，液压锤滑板骑跨在二根槽形钢轨道之间的空挡中，液压锤滑板通过滚轮在槽形钢的槽内运动，连接装置由铰链8 和连接板9构成，铰链8 连接在二根立柱的后外侧，在二根立柱的前外侧连接有连接板9，连接板9 通过螺丝连接。其它的实施情况和（1）中相同，在液压打桩机的一侧固定安装有立柱，立柱的下部与液压打桩机的机体连接；中上部通过立柱斜支杆10 连接在液压打桩机上，立柱为二根平行的槽形钢轨道，槽形钢的槽口对外，在两根平行的槽形钢轨道上连接有液压锤滑板，液压锤滑板骑跨在二根槽形钢轨道之间的空档中，立柱为上段立柱1 和下段立柱6 分体结构，上段立柱1 和下段立柱6 通过连接装置连接为一体。连接装置有一上固定板2、下固定板5 和动板3，上固定板2 连接在上段立柱1 外侧的槽口上，并与槽形钢的槽口平齐，下固定板5 连接在下段立柱6 外侧的槽口上，并与槽形钢的槽口平齐，动版3 的上段与上固定板2 连接。如图4.3所示，其中 1 上段立柱、铰链8、连接板9 图4.3 立柱(4) 主要的特点是连接装置由铰链8 和连接板9 构成，铰链8 连接在一根立柱的左外侧，在另一根立柱的右外侧连接有连接板9，连接板9 通过螺丝连接。其它与的实施情况和（2）相同，在这里就不再重复。如图4.4所示，其中 1 上段立柱、6 下段立柱、8 铰链、9 连接板 图 4.4 立柱(5)主要的特点是连接装置由上，下连接板9 构成，上、下连接板9 对应连接在上段立柱1和下段立柱6 的侧面，连接板9通过螺丝连接。其它的实施情况和（2）相同，在这里就不再重复了。如图4.5所示，其中 1 上段立柱、6 下段立柱、9 连接板 图 4.5 立柱第五章 顶部滑轮组的设计5.1 滑轮的作用和类型 一，滑轮的主要作用是导向和支撑，以改变钢丝绳的走向，从而改变所传递拉力的方向。也可用来平衡钢丝绳分支的拉力、或者组成滑轮组达到省力或增速的目的。根据滑轮的轴线是否运动，有定滑轮和动滑轮之分。只利用滑轮的转动来均匀钢丝绳拉力的滑轮叫做均匀滑轮。根据制造方法，滑轮有铸造滑轮、焊接滑轮、热轧滑轮等。 （1）铸造滑轮，有铸铁和铸钢两类。承受负荷不大的小尺寸滑轮（D350mm），一般制成实体的滑轮，其材料为HT150 铸铁，铸铁滑轮工艺性好，廉价；承受负荷大的大尺寸滑轮一般采用球铁（如QT42-10）或铸钢（如ZG230-450、ZG270-500 或ZG35Mn 等），铸成带筋、孔和带轮辐的结构。这种滑轮具有较高的强度和冲击韧性。 （2）焊接滑轮，目前多数焊接滑轮是先将钢板压制成绳槽形状，由数快压制成形的钢板拼成一个整圆后再与辐板焊接而成。另一种是轧制绳槽钢焊接滑轮，先由热轧机轧制出各种规格的条状绳槽钢，然后将其卷制成圆环形，再与辐板，轮毂焊接制成滑轮。这种滑轮的结构简单，强度高，抗冲击能力好，材料利用率高，重量轻，特别是轧制绳槽钢滑轮，绳槽几何精度高，硬度适中，可提高钢丝绳使用寿命。 （3）热轧滑轮是国外八十年代中期出现的一种新型滑轮。热轧滑轮是旋转的圆形钢板上用火焰将其边缘加热，然后使用特殊的工艺将钢板外缘直接轧制成滑轮的绳槽，和轮毂焊接制成滑轮。热轧滑轮重量轻、强度好、精度高、绳槽表面硬度较高。热轧滑轮已在我国港口机械中大量使用，已有系列产品。 （4）带尼龙绳槽衬垫双辐板压制滑轮，这种滑轮的两片幅板采用4-6mm 的普通碳素钢钢板压制成型，并用胀铆和过盈配合工艺使之与滑轮轮毂连成一体而成，滑轮轮缘绳槽装有可拆卸的绳槽衬垫。其优点自重轻，绳槽耐磨性好，无噪音。 二，滑轮直径和绳槽 1.滑轮的直径 为了提高钢丝绳的使用寿命，滑轮的圈绕直径应满足： 式中D 滑轮的最小圈绕直径（mm）； h 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，见下表； d钢丝绳直径（mm）； D滑轮槽底直径（mm）。均衡滑轮的直径，对桥式类型起重机取D 相同，对于臂架起重机应小于0.6 Dmin滑轮绳槽的形状和尺寸在很大程度上影响着钢丝绳的使用寿命，应满足：钢丝绳与槽绳有足够的接触面积；钢丝绳在绕进绕出滑轮时，能顺利通过而不会卡住，也不会脱出，钢丝绳相对绳槽有一偏角（4）时，不脱槽、不磨边，能正常工作。 三，滑轮的效率 1,钢丝绳绕过滑轮时,产生僵性阻力今儿轴承摩擦阻力,从而增加功的消耗。当钢丝绳上绕滑轮时,由于曲率的改变,绳股间及钢丝间发生相对滑移,产生摩擦,加之钢丝绳的弹性,这些都阻碍着它不能立刻适应滑轮绳槽的曲率,且向外偏移一定量。同样,当钢丝绳绕出滑轮时也不能立刻恢复直线状态,而是向里产生一偏离值,如图所示5.1,这就使绕入分支的力臂增大,绕出分支的力臂减小。要是滑轮转动,必须增大绕出分支的拉力,这样的阻力称之为僵性阻力W 。 式中：僵性系数,与钢丝绳直径、结构、材料及滑轮直径有关。一般用实验方法确定。在一般条件下取=0.01；S钢丝绳绕入边拉力。由于钢丝绳拉力对轴承产生压力，当滑轮转动是产生摩擦阻力距，钢丝绳绕过滑轮运动所需克服的摩擦阻力位W 为 式中：轴承的摩擦系数；d轴承的名义直径；D滑轮直径；因此，总阻力为 式中：e阻力系数，e0.02（滚动轴承）； e0.05（滑动轴承）。 如图5.1所示 图 5.1 滑轮 2, 滑轮的效率 1）定滑轮的效率由于绕入滑轮分支和绕出分支端拉力的行程相同由图6.2a 可知，其效率为 2）动滑轮的效率 重物Q 悬挂在滑轮心轴上，钢丝绳绕出分支端拉力P 的行程为Q的2倍 如图5.2b所示 图 5.2 滑轮故其效率为 而 故 比较 即动滑轮的效率比定滑轮高。在设计中，为简化计算，滑轮的效率取同一值。即 =0.98（用滚动轴承的滑轮）； =0.95（用滑动轴承的滑轮）。5.2 滑轮组 1、滑轮组的类型 滑轮组按其作用可分为省力滑轮组和增速滑轮组。省力滑轮组如图5.3，通过它可以用较小的驱动力产生很大的提升力，即用较小的力吊起较重的货物。它是起重机中最常见的滑轮组。增速滑轮组如图5.4，它可以使被驱动的货载获得高于驱动部件的速度，驱动部件以较小的行程，可使被驱动的货载得到较大的行程。增速滑轮组主要用于液压今儿气力驱动的起升机构中，如叉车的起升机构。滑轮组根据构造又分为单联滑轮组和双联滑轮组。 单联滑轮组中，钢丝绳的一端固定，而另一端绕入卷筒，结构简单、质量轻，但当卷筒卷入或放出钢丝绳时，钢丝绳沿卷筒轴向移动，货物作垂直运动的同时还伴随有水平运动，用于桥式起重机时，会使货重载荷在两主梁上分配不均匀，给装卸、安装作业的操作带来不便。因此单联滑轮组多用于臂架类型的起重机如图5.5。双联滑轮组中，我们可以将其看作由两个单联滑轮组对称布置而成。每个单联滑轮组承受起省载荷的1/2。为了均衡两个单联滑轮组的拉力和长度，设有均衡滑轮或均衡梁。因为两根钢丝绳对称绕入卷筒，所以避免了单联滑轮组中卷筒支座收载不均