需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 目錄 摘 要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 行走機構的零件設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 長船的尺寸設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 液壓缸的設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 長船行走時液壓缸的載荷計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 長船液壓缸主要結構尺寸的設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 確定縱移液壓缸的活塞及活塞桿直徑 . . . . . . . . . . . . . . 12 長船 液壓缸的流量計算： . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 長船液壓缸的力的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 船液壓缸的安裝聯(lián)結尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 頂升液壓缸的機構設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 頂升液壓缸的載荷計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 頂升液壓缸的活塞直徑計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 頂升液壓缸 的流量 計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 頂升液壓缸的力的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 液壓缸技術規(guī)格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 液壓缸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 長船液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 頂升液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 行走機構的零件設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 小車組件的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 小車車輪的計算與校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 小車車輪的載荷計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 車輪接觸強度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 小車軸的設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 小車聯(lián)結軸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 選定軸承并加以校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 基本額定動載荷的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 基本額定靜載荷的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 初選軸承型號 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 軸承壽命校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4 軌道的設計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 鋼軌的 計算設計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 鐵路鋼軌的參數 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5 球頭螺栓強度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 6 螺栓螺紋部分的強度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7 液壓缸耳套的連接部分設計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 8 小車構架的焊接校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 液壓靜力壓樁機的設計 摘 要 我國樁工機械起步于較晚，由于歷史原因，發(fā)展一直較為緩慢、落后的樁工機械和樁基礎施工技術已不能適應目前快速發(fā)展的大型基礎設計建設需要。國內樁工機械行業(yè)正面臨整體實力不高和國外進口產品沖擊的雙重壓力。樁工機械主要用于各種樁基礎、地基改良加固、地下連續(xù)墻及其他特殊地基基礎等工程的施工。 隨著城市的發(fā)展，對噪聲及泥漿污染進行越來越嚴格的限制，靜壓樁機必將越來越受到市場的重視 因此 ，我們設計了一種 了保證在施工過程中樁機能靈活移動和避免沉陷，一般工程機械的履帶行走機構不能滿足要求，綜合履帶行走和預鋪軌道的工作原理，我們設計出了一種新型步履行走機構，這種機構操作方便靈活，能很好地適應城市中復雜地地基情況下的壓樁基礎施工。 本實用新型的目的是提供一種能滿足大噸位液壓靜力壓樁機要求的步履式行走機構?？v移行走機構包括兩個縱移液壓缸、四個行走輪架，長船和浮動液壓缸。希望此設計能夠合理、方便地通過縱向移動機構和橫向移動回轉機構來實現這些運動；并能安全快速地轉移場地與 拆裝，由于靜壓樁機自重很大，無法整體搬運，只能拆散后運往新工地再進行拼裝。 拆裝運輸應盡量簡便合理，使拼裝工作量減到最低限度。同時，在設計時要注意橫向行走、縱向行走的短船長船以及大身之間的配合。 關鍵詞 : 樁工機械、全液壓靜力壓樁機、 液壓缸 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 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 要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 設計參數 每次縱向行走最大行程 2m 每次前進速度 .5 每次后退速度 .8 每次左移速度 1.4 每次右移速度 2.8 接地比壓 設計計算 1 行走機構的零件設計計算 長船的尺寸設計計算 靜壓樁機的機身總重量： 400M （噸） 為了考慮壓樁機額定壓樁噸位的要求，該壓樁機應設 計成噸位為： M （噸） 長船著地時的工作比壓： 長船的總工作面積： 把 0 3 、 代入上式得： 263 0 m 平均到每個長船上的 工作面積是： 12223 6 8 取長船的長 8 ，寬 2 液壓缸的設計計算 船行走時液壓缸的載荷計算 在露天條件下工作的打樁機 ,當沿著有一定坡度的軌道行走時 ,存在以 下阻力： 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 摩擦阻力： 坡度阻力： 風阻力： 慣性阻力： （ 1） 摩擦阻力輪軸承中的摩擦阻力、以及車輪輪緣與軌道之間的滑動摩擦阻力。為了簡化設計，假定靜壓打樁機的全部載荷都作用于同一個車輪上，當車沿著軌道滾動時，其受力情況如下圖所示，沿鉛垂方向有載荷重力 G 以及支反力 N ，當車輪在驅動力矩 T 的作用下開始轉動，由于車輪軌道的微小變形，支反力 N 將偏離載荷 G 的作用線一個距離 f 。 圖 1 ：摩擦阻力對車輪由平衡條件有： 1T = d 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 2T = T = 2 T = 1T + 2T = d + 2( 車輪輪緣與軌道側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數： )2( 式中 T 驅動力矩 1T 軸徑摩擦阻力矩 2T 變形引起的滾動阻力矩 附加阻力系數 G 靜壓樁機自重 u 軸承摩擦系數，查機械設計手冊 f 車輪滾動阻力系數，查機械設計手冊 D 小車車輪的直徑 d 小車軸徑 由設計數據，確定各個系數值： G = 480 1000 4704000（ N ） = 10（ u = 輪軸為滾子軸承 f = 道為鋼軌，平頭，車輪為鋼材料 D = 0.3 m d = m 車轅的柱面車輪，圓錐滾子軸承 將以上數據帶入 式中計算： )2(= 10（ 2 要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 = 183（ （ 2） 行走風阻力 引起的阻力，按下式計算： 式中 C 風力系數，查手冊，取 C = 1.2 風壓高度變化系數，查手冊，取1.0 q 計算風壓（2查手冊，取 q = 150 2 靜壓打樁機的迎風面積，（ 2m ），取 A = 3 = 45 2m = 150 45 = （ 3） 軌道坡度阻力 當靜壓打樁機沿著具有一定坡度的軌道行駛時，由于靜壓打樁機自重 沿軌道坡度的分力引起的運動阻力 下式確定： = 式中 軌道傾斜角 （ 5 ） = = 4 8 0 1 0 0 0 9 8 5S = 410 （ 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 GG s i n 2 ： 坡度阻力計算圖 （ 4） 慣性阻力 慣性阻力主要指小車運動時起動慣性阻力，按下式計算： 0 式中 V 小車運行速度 V = 2.8 = t 小車起動時間 t。 = 20.5 ma s； 取 t。 = s 0(480 1000 240（ （ 5） 載荷力的確定 靜壓打樁機行走時，由于四個油缸提供動力，考慮到四支液壓缸提供 的動力不一定和理論設計時認為的是一組平行力，且大小相等，故單個油 缸取 2/3 大小的阻力。 = 183 + 410 + 240 = 841（ 單個油缸受力： 32 m a x 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 式中： 單支油缸工作時的作用力 四支油缸同時工作的作用力 由設計數據確定值： F = 841（ = )( 將值代入式 中得： 32 m a x )(7 0 13 08 4 12 長船液壓缸主要結構尺寸的設計計算 定縱移液壓缸的活塞及活塞桿直徑 靜壓打樁機屬于大型的工程機械，根 據機械設計手冊，初步確定行走機構的系統(tǒng)壓力為 25 向 向3 ： 液壓缸的行走狀態(tài)圖 向行走時， A 口出油 向行走時， 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 計算如下： 向 34 10（ m ） 式中： D 活塞桿直徑，（ m ） F 液壓缸的理論推力， )( p 系統(tǒng)壓力，查 手冊取 5 34 10 14 3 查機械設計手冊取 D = 200 取速度比： 221 21 222Dv v 2222 22 2 22 0 . 20 . 2 1 4 12 查機械設計手冊取 d = 140 )(長船 液壓缸的流量計算： 式中 V 液體的運動速度 A 活塞的面積 2m 2 4 31 . 4 3 . 1 4 0 . 1 7 . 3 1 060 確定縱向行走液壓缸的型號 140200 2000 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 液壓缸的型號說明： 雙作用單活塞桿液壓缸 結構尺寸代號（液壓缸直徑 /活塞桿直徑） 活塞桿型式代號 長船液壓缸的力的計算 （ 1）推力計算 31110F P A 式中 1F 液壓缸推力 )( P 工作壓力 )1A 活塞的作用面積 21 4 223 . 1 4 0 . 2 0 . 0 3 1 44 m 31110F P A 62 5 1 0 0 4785 （ 2）拉力計算 32210F P A 式中 2F 液壓缸拉力 )(P 工作壓力 )D 活塞直徑 d 活塞桿直徑 2A 液壓缸有桿腔作用面積 222 ()4A D d 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 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 ( ) 船液壓缸的安裝聯(lián)結尺寸 D 1C D ( E 1 0 ) E +圖 4 ： 長船液壓缸的安裝聯(lián)結尺寸 表 1 液壓缸的安裝聯(lián)結尺寸 缸徑 D 1D Y 1H s 2 200 245 80 95 90 10 10 25 10 *385M S628 242M 長船液壓缸的長度為： L 行程 )(26282000628 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 5 ： 液壓缸的安裝聯(lián)結部件 表 2 液壓缸的安裝聯(lián)結部件尺寸 缸徑 1 2 1L 2L 200 90 90 120 100 100 110 頂升液壓缸的機構設計計算 升液壓缸的載荷計算 靜壓樁機的頂升，靠四個垂直固定在樁機大身上的液壓缸提供動力，油缸只要克服靜壓樁機自身的重量即可。由幾何學原理：三點即可確定一個平面，雖然有四個頂升油缸提供動力，但實際上很多時候真正工作的只有三個油缸。因此， 載荷力為： F 頂 63131 4 . 7 0 4 1 0 1 . 5 6 8 1 0 ( )3 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 頂升液壓缸的活塞直徑計算 （ m ） 式中 F 頂升油缸所受外載荷 F =1568 )(P 系統(tǒng)壓力 34 1 5 6 8 1 0 2 8 3 ( )3 . 1 4 2 5 查機械設計手冊，取 D = 280 取速度比： 221 21 222Dv v 2222 2220 20 198dd m m查機械設計手冊，取 00 頂升液壓缸 的流量計算： 式中 V 液體的運動速度 A 活塞的面積 2m 2 4 31 . 4 3 . 1 4 0 . 1 7 . 3 1 060 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 確定 頂升液壓缸 的型號 200280 500 液壓缸的型號說明： 雙作用單活塞桿液壓缸 結構尺寸代號（液壓缸直徑 /活塞桿直徑） 活塞桿型式代號 頂升液壓缸的力的計算 （ 1）推力計算 311 10 式中 1F 頂升液壓缸推力 )(P 工作壓力 )1A 活塞的作用面積 21 4 22 06 m 311 10 )( （ 2）拉力計算 322 10 式中 2F 液壓缸拉力 )(P 工作壓力 )D 活塞直徑 d 活塞桿直徑 2A 液壓缸有桿腔作用面積 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 )(4 222 ( 322 10 )( 液壓缸技術規(guī)格 表 3 液壓缸技術規(guī)格 名稱 缸徑AL(活塞桿直徑 MM(工作壓力 25大行程S(速度比 =2 推力（ 拉力（ 長船行走液壓缸 200 140 785 400 2000 頂升液壓缸 280 200 液壓缸的校核 長船液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 一般情況，當受拉 桿件的應力達到屈服極限時，將引起塑性變形或斷裂。細長桿件受壓時，卻表現出與強度失效全然不同的性質。 當壓力逐漸增加，但小于某一極限值時，桿件一直保持直線形狀的平衡，這種平衡是穩(wěn)定的。當壓力逐漸增加到某一極限值時，壓桿的直線平衡為不穩(wěn)定，將轉變?yōu)榍€形狀的平衡， 如果再繼續(xù)加微小的側向力使其發(fā)生彎曲，當干擾力解除后，它將保持曲線形狀的平衡，不能恢復 原有的直線形狀。壓桿喪失其直線形狀的平衡而過渡為曲線平衡，稱為失穩(wěn)，也稱屈曲。桿件失穩(wěn)后壓力的微小增加將引起彎曲變形的需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 顯著增大，桿件已經喪失了承載能力。 最大行程6 ： 活塞桿失穩(wěn) 活塞桿失穩(wěn)時，應力不一定是很大，甚至可能會小于比例極限，按下式進行校核： 細長比： 式中 u 長度系數 u =1 i 截面的慣性半徑 l 桿件的長度即活塞桿的行程 l = 將各值代入 式得： 1 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 壓桿穩(wěn)定的極限值： 21 式中 E 材料的彈性模量， 查機械設計手冊， E = 206p 比例極限， 查機械設計手冊，p=200將以上各數據代入 式計算得： 21 2663 . 1 4 2 0 6 1 0 1002 0 0 1 0 長船活塞桿不屬于大柔度桿，不能使用歐拉公式計算臨界壓力，因此，采用以實驗結果為依據的直線公式： ba s 2式中 s 屈服極限，查機械設計手冊取，s=235a 、 b 直線公式系數，查機械設計手冊取， 將以上各值代入上式得： ba s 35304 1 長 船液壓缸活塞桿屬于小柔度壓桿，受壓時不會像大柔度壓桿那樣出現彎曲變形，主要因為應力達到屈服極限（塑性變形）或強度極限（脆性變形）而失效，應按強度來進行校核。 P 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 式中 臨界應力 P 活塞桿受力 ， P =701 )( A 活塞桿橫截面積 22243 . 1 4 0 . 1 4 0 . 0 1 5 44將以上各值代入上式得： P M P 3 070 13 長船液壓缸活塞桿滿足穩(wěn)定性要求 升液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 同理可得： 最大行程7 ： 活塞桿失穩(wěn) 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 活塞桿失穩(wěn)時，應力不一定是很大，甚至可能會小于比例極限，按下式進行校核： 細長比 ： 式中 u 長度系數 u =1 i 截面的慣性半徑 l 桿件的長度即活塞桿的行程 l = 將各值代入 式得： 1 壓桿穩(wěn)定的極限值： 21 式中 E 材料的彈性模量， 查機械設計手冊， E = 206p 比例極限， 查機械設計手冊，p=200將以上各數據代入 上 式計算得： 21 2663 . 1 4 2 0 6 1 0 1002 0 0 1 0 10020 1 頂升液壓缸活塞桿不屬于大柔度桿，不能使用歐拉公式計算臨界壓力，因此，采用以實驗結 果為依據的直線公式： ba s 2式中 s 屈服極限，查機械設計手冊取，s=235需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 a 、 b 直線公式系數，查機械設計手冊取， 將以上各值代入上式得： ba s 35304 1 頂升液壓缸活塞桿屬于小柔度壓桿，受壓時不會像大柔度壓桿那樣出現彎曲變形，主要因為應力達到屈服極限（塑性變形）或強度極限（脆性變形）而失效，應按強度來進行校核。 P 式中 臨界應力 P 活塞桿受力 ， P = 701 )( A 活塞桿橫截面積 將以上各值代入上式得： P )(23 5)(070 13M P 頂升液壓缸活塞桿滿足穩(wěn)定性要求 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 3 行走機構的零件設計計算 車組件的計算 靜壓打樁機的行走，由四只小車提供支撐力。由幾何學原理：三點即可確定一個平面，雖然有四只小車提供支撐力，但實際上很多時候真正工作的只有三只小車。因此，小車的受力按下式進行計算： F 車32 m F 式中 樁機正常工作時，小車的最大受力 樁機正常工作時，小車的最小受力 由設計數據確定值 )(1 5 6 0 0480m a x )(1 1 7 0 0480m i n 將以上各值代入上式得： F 車32 m F )(1 43 73 1 17 61 56 82 車車輪的計算與校核 小車車輪屬于靜壓樁機的行走部件，在靜壓樁機的運行機構件均采用輪緣柱面車輪。通常情況下，車輪輪緣的高度約為 2025且輪緣具有一定的傾斜，一般情況下斜度為 1： 5。車輪的強度按車輪輪面接觸強度來計算，車輪的接觸強度與它的材料、軌道接觸情況、車輪踏面等因素有關。為了計算車輪的接觸應力，需要先計算出車輪的載荷 P 車車輪的載荷計算 32 m a x 其中 車 )(479314373 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 車 )(N 32 m a x )(4 393 94 792 車輪接觸強度校核 232 1 2RP k C 式中 1C 速度系數，查機械設計手冊，取 1C =C 工作級別系數，查機械設計手冊，取 2C = 曲率半徑，取兩個接觸體中較大的值， R =400 m 由軌道頭與車輪曲率半徑之比 )( 確定的系數，m =k 與材料有關的許用點接觸應力常數， 22 0 . 2 4 5k N m m將以上各值代入 式計算得： )(4 3 9)(6 4 02 4 車輪滿足強度要求 小車軸的設計計算 靜壓樁機的行走小車均采用兩根聯(lián)結軸。 每根軸的受力為： )(439 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 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： 軸的受力圖 4399： 軸的剪切圖 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 10： 軸的彎矩圖 軸選用 #45 鋼，調質處理，查機械設計手冊， 軸的彎曲強度條件為： 3m a xm a xm a 1102 7 9 3 03232363 m a x 軸與軸承采用基孔制配合， 查機械設計手冊，取 40 小車聯(lián)結軸的校核 小車聯(lián)結軸在聯(lián)結結合面處受剪，同時與被聯(lián) 結件孔壁相互擠壓，破壞聯(lián)結的主要形式有：軸被剪斷、軸被壓潰、孔壁被壓潰。 軸受的剪力為 F 其強度條件為： 42 聯(lián)結軸材料選用 #45 鋼，調質處理 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 查機械設計手冊， 144 6232查機械設計手冊，取 10 校核聯(lián)