YZY40全液壓樁機(jī)的縱向行走設(shè)計(jì)

1、南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文課題名稱： yzy40全液壓樁機(jī)的縱向行走設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 所在學(xué)院： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 前言 懷者接受挑戰(zhàn)的心理；帶著探求知識(shí)的渴望以及滿腔熱情，終于迎來了我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)。早就從上幾屆師兄師姐和老師們口中得知，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們本科生來說非常重要，這是四年本科中我們的最后一件與學(xué)習(xí)有關(guān)的事情；這是把以前的理論知識(shí)加以融會(huì)貫通并綜合運(yùn)用的有效方式；這是能讓我們學(xué)到很多有用的專業(yè)知識(shí)的課程；這是體現(xiàn)一個(gè)人的工作能力的特殊途徑；這是一個(gè)從學(xué)校踏入社會(huì)的過渡橋梁；這是一個(gè)體現(xiàn)智慧與團(tuán)隊(duì)合作的way很高興能

2、和這些優(yōu)秀的同學(xué)成為組員，更為能有像鄭老師這樣出色的教授指導(dǎo)而感到榮幸，于是，我在心底下定決心：一定要好好完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，給自己四年的大學(xué)生活畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為自己以后走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。我們這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是yzy400全液壓靜力壓樁機(jī)的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性的課題，尤其是對(duì)我們這些只學(xué)了有限的理論知識(shí)的“本科生”們，因?yàn)檫@個(gè)課題涉及到很廣的知識(shí)面，幾乎包括了我們大學(xué)四年學(xué)的所有課程，特別是我們的專業(yè)課如：互換性與公差技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓與氣壓傳動(dòng)等知識(shí)內(nèi)容，還有不太熟悉的電氣自動(dòng)化及其控制方面的內(nèi)容，也正是因?yàn)橛羞@些困難，它才激起了我們要克服它、戰(zhàn)勝它的欲望，

3、給了我們學(xué)習(xí)新知識(shí)的動(dòng)力與源泉。雖然曾經(jīng)有過金工實(shí)習(xí)、有過綠洲機(jī)械廠、南京汽車集團(tuán)有限公司等的現(xiàn)場(chǎng)參觀實(shí)習(xí)，但是對(duì)樁工機(jī)械的陌生還是讓我們感到了面臨的困難重重。于是，我們每天奔波于網(wǎng)吧與圖書館之間，查找網(wǎng)上有關(guān)樁工機(jī)械的最新信息，翻閱圖書館的相關(guān)資料，當(dāng)一周下來，終于對(duì)樁工機(jī)械有了一定的感性認(rèn)識(shí)之后，鄭老師趁熱打鐵，又把我們帶領(lǐng)到河西的奧體中心施工現(xiàn)場(chǎng)，給我們講解靜壓樁工機(jī)械的機(jī)構(gòu)與工作原理，終于讓我們對(duì)樁工機(jī)械從感性上升到理性，對(duì)其有了全新、全面的認(rèn)識(shí)，這對(duì)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的幫助。每一個(gè)人都付出了艱辛的勞動(dòng)、流下了辛勤的汗水，看著自己設(shè)計(jì)出來的作品，大家的臉上都掛著笑容，這不僅僅是我們四

4、年所學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)，而且，我們?cè)谧霎厴I(yè)設(shè)計(jì)的過程中還學(xué)到了很多做人的道理，懂得了無論是工作還是做人都要認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏踏實(shí)實(shí)、一步一個(gè)腳印，只有這樣才能走的更好、更遠(yuǎn)。我也知道，這是我們的“處女作”，由于知識(shí)有限、經(jīng)驗(yàn)不足，所以畢業(yè)設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤與不足，希望各位指導(dǎo)老師能夠諒解，并予以幫助，提出您們的寶貴意見，以助我更好地完善我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此謝謝各位老師。畢業(yè)設(shè)計(jì)教給我們的不僅是專業(yè)知識(shí)，還有以后工作時(shí)的做事方法；畢業(yè)設(shè)計(jì)帶給我們的不僅是成功的喜悅，還有和團(tuán)隊(duì)一起工作的歡笑與好心情；畢業(yè)設(shè)計(jì)賜予我們的不僅僅是一些工作伙伴，更是好的朋友；畢業(yè)設(shè)計(jì)賦予我們的不僅是一位老師，更是一生難求的益友。從

5、畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了寶貴的知識(shí)，這些知識(shí)值得我用一生來回味，一生來珍惜。 譙怡岑 2005-5-22 目錄摘 要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 行走機(jī)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1 長(zhǎng)船的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . 7 2 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1 長(zhǎng)船行走時(shí)液壓缸的載荷計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 長(zhǎng)船液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.1 確定縱移液壓缸的活塞及活塞桿直徑 . . . . . . . . . . . . . . 122.2.2 長(zhǎng)船液壓缸的流量計(jì)算：.

7、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.3 長(zhǎng)船液壓缸的力的計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.2.4 長(zhǎng)船液壓缸的安裝聯(lián)結(jié)尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3 頂升液壓缸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3.1 頂升液壓缸的載荷計(jì)算 . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3.2 頂升液壓缸的活塞直徑計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.3.3 頂升液壓缸的流量計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.3.4 頂升液壓缸的力的計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 液壓缸技術(shù)規(guī)格 . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.5 液壓缸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.5.1 長(zhǎng)船液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.5.2 頂升液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 行走機(jī)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 . . . . . . . . . . . . . . 253.1 小車組件的計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2 小車車輪的計(jì)算與校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2.1 小車車輪的載荷計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2.2 車輪接觸強(qiáng)度校核 . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3 小車軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.4 小車聯(lián)結(jié)軸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.5 選定軸承并加以校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.5.1 基本額定動(dòng)載荷的計(jì)算 .

12、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.5.2 基本額定靜載荷的計(jì)算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.5.3 初選軸承型號(hào) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.5.4 軸承壽命校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 軌道的設(shè)計(jì)計(jì)算 .

13、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.1 鋼軌的計(jì)算設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.2 鐵路鋼軌的參數(shù) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 球頭螺栓強(qiáng)度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14、. . . . . . . . . . . . . . . 346 螺栓螺紋部分的強(qiáng)度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7 液壓缸耳套的連接部分設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 小車構(gòu)架的焊接校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37yzy400全液壓靜力壓樁機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要我國樁工機(jī)械起步于

15、較晚，由于歷史原因，發(fā)展一直較為緩慢、落后的樁工機(jī)械和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)已不能適應(yīng)目前快速發(fā)展的大型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)需要。國內(nèi)樁工機(jī)械行業(yè)正面臨整體實(shí)力不高和國外進(jìn)口產(chǎn)品沖擊的雙重壓力。樁工機(jī)械主要用于各種樁基礎(chǔ)、地基改良加固、地下連續(xù)墻及其他特殊地基基礎(chǔ)等工程的施工。隨著城市的發(fā)展，對(duì)噪聲及泥漿污染進(jìn)行越來越嚴(yán)格的限制，靜壓樁機(jī)必將越來越受到市場(chǎng)的重視因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種yzy400全液壓靜力壓樁機(jī)。為了保證在施工過程中樁機(jī)能靈活移動(dòng)和避免沉陷，一般工程機(jī)械的履帶行走機(jī)構(gòu)不能滿足要求，綜合履帶行走和預(yù)鋪軌道的工作原理，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種新型步履行走機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)操作方便靈活，能很好地適應(yīng)城市中復(fù)雜地地

16、基情況下的壓樁基礎(chǔ)施工。本實(shí)用新型的目的是提供一種能滿足大噸位液壓靜力壓樁機(jī)要求的步履式行走機(jī)構(gòu)?？v移行走機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)縱移液壓缸、四個(gè)行走輪架，長(zhǎng)船和浮動(dòng)液壓缸。希望此設(shè)計(jì)能夠合理、方便地通過縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和橫向移動(dòng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)；并能安全快速地轉(zhuǎn)移場(chǎng)地與拆裝，由于靜壓樁機(jī)自重很大，無法整體搬運(yùn)，只能拆散后運(yùn)往新工地再進(jìn)行拼裝。拆裝運(yùn)輸應(yīng)盡量簡(jiǎn)便合理，使拼裝工作量減到最低限度。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意橫向行走、縱向行走的短船長(zhǎng)船以及大身之間的配合。關(guān)鍵詞: 樁工機(jī)械、全液壓靜力壓樁機(jī)、液壓缸abstractin our nation, the development of pile labo

17、r machinery is very late. by the reason of historical, the development continuously slower, the backward pile labor machinery and the pile foundation construction technology has not been able to meet the present fast development large-scale foundation design construction need. the domestic pile labo

18、r mechanical profession is facing the overall strength not to be high and the over seas import product impact dual pressure. the pile labor machinery mainly uses in each kind of project the and so on pile foundation, ground improve cement enforcement, underground continual wall and other special gro

19、und foundation construction. along with city development, carries on the more and more strict limit to the noise and the mud pollution, the static pressure pile machine will certainly more and more to receive the market the value. therefore, we have designed one kind of yzy400 entire hydraulic press

20、ure static forcing pile machine.in order to guarantee the pile function nimbly moves in the construction process and avoids caving in, the general engineering machinery caterpillar band walks the organization not to be able to answer the purpose, the comprehensive caterpillar band walks with the pre

21、- shop track principle of work, we designed one kind of new step to walk the organization, this kind of organization ease of operation is flexible, can adapt in well the city complex in the ground situation pressure pile foundation construction. this practical new goal is provides one kind to be abl

22、e to satisfy the great tonnage hydraulic pressure static forcing pile machine request the step type to walk the organization. vertical divides and hyphenates a word at the end of a line the organization to move the hydraulic cylinder including two, four walks a turn of frame, long ship and fluctuati

23、on hydraulic cylinder. hoped this design can be reasonable, conveniently realizes these movements through the longitudinal shift organization and the derailing rotation organization; and can safely fast shift the location with to disassemble and assemble, because the static pressure pile machine is

24、self-possessed very in a big way, is unable the whole transporting, after only can break up transports to the new work site to carry on assembling again. disassembles and assembles on assembling again. disassembles and assembles the transportation to be supposed as far as possible simple to be reaso

25、nable, causes the assembling work load to reduce to the threshold. at the same time, when design must pay attention to short captain which crosswise walks, longitudinally walks between the ship as well as the big body coordination. keyword： pile labor machinery, entire hydraulic pressure static forc

26、ing pile machine, hydraulic cylinder設(shè)計(jì)參數(shù)每次縱向行走最大行程2每次前進(jìn)速度 1.41.5每次后退速度 2.62.8每次左移速度 1.4每次右移速度 2.8接地比壓 0.13設(shè)計(jì)計(jì)算1 行走機(jī)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)計(jì)算1.1 長(zhǎng)船的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 靜壓樁機(jī)的機(jī)身總重量： （噸）為了考慮壓樁機(jī)額定壓樁噸位的要求，該壓樁機(jī)應(yīng)設(shè)計(jì)成噸位為： （噸） 長(zhǎng)船著地時(shí)的工作比壓： 長(zhǎng)船的總工作面積： 把、代入上式得： 平均到每個(gè)長(zhǎng)船上的工作面積是： 取長(zhǎng)船的長(zhǎng) ，寬2 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 長(zhǎng)船行走時(shí)液壓缸的載荷計(jì)算 在露天條件下工作的打樁機(jī),當(dāng)沿著有一定坡度的軌道行走時(shí),存在以

27、 下阻力：摩擦阻力：； 坡度阻力：； 風(fēng)阻力：； 慣性阻力：；（1） 摩擦阻力摩擦阻力包括車輪的滾動(dòng)摩擦阻力、車輪軸承中的摩擦阻力、以及車輪輪緣與軌道之間的滑動(dòng)摩擦阻力。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，假定靜壓打樁機(jī)的全部載荷都作用于同一個(gè)車輪上，當(dāng)車沿著軌道滾動(dòng)時(shí)，其受力情況如下圖所示，沿鉛垂方向有載荷重力以及支反力，當(dāng)車輪在驅(qū)動(dòng)力矩的作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，由于車輪軌道的微小變形，支反力將偏離載荷的作用線一個(gè)距離。 圖 1 ：摩擦阻力計(jì)算圖 對(duì)車輪由平衡條件有： = = = t = + = + = = 車輪輪緣與軌道側(cè)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(shù) 來考慮，得： = 式中 驅(qū)動(dòng)力矩 軸徑摩擦

28、阻力矩 變形引起的滾動(dòng)阻力矩 附加阻力系數(shù) 靜壓樁機(jī)自重 軸承摩擦系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 車輪滾動(dòng)阻力系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 小車車輪的直徑 小車軸徑由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，確定各個(gè)系數(shù)值： = 480 × 1000 × 9.8 = 4704000（）= 4.74×10³（） = 0.02，車輪軸為滾子軸承 = 0.003，軌道為鋼軌，平頭，車輪為鋼材料 = 0.3 = 0.15 = 1.3，有車轅的柱面車輪，圓錐滾子軸承將以上數(shù)據(jù)帶入式中計(jì)算： = = 4.74×10³×（0.02×0.15/0.3 + 2×0.003

29、/0.3）×1.3 = 183（）（2） 行走風(fēng)阻力 行走風(fēng)阻力主要指風(fēng)作用在靜壓打樁機(jī)上引起的阻力，按下式計(jì)算： = 式中 c 風(fēng)力系數(shù)，查手冊(cè)，取 c = 1.2 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查手冊(cè)，取 = 1.0 q 計(jì)算風(fēng)壓（ ），查手冊(cè)，取 q = 150 a 靜壓打樁機(jī)的迎風(fēng)面積，（），取 a = 3.39×4.4×3 = 45 = = 1.2×1.0×150×45 = 8.1 （）（3） 軌道坡度阻力 當(dāng)靜壓打樁機(jī)沿著具有一定坡度的軌道行駛時(shí)，由于靜壓打樁機(jī)自重 沿軌道坡度的分力引起的運(yùn)動(dòng)阻力由下式確定： = 式中 軌道傾斜角 （

30、） = = = 410 （） 圖 2 ： 坡度阻力計(jì)算圖（4） 慣性阻力 慣性阻力主要指小車運(yùn)動(dòng)時(shí)起動(dòng)慣性阻力，按下式計(jì)算： = 式中 小車運(yùn)行速度 v = 2.8 = 0.047 小車起動(dòng)時(shí)間 t。= ； 取 t。= 0.094 = = (480×1000×9.8)÷9.8×0.047÷0.094 = 240（）（5） 載荷力的確定 靜壓打樁機(jī)行走時(shí)，由于四個(gè)油缸提供動(dòng)力，考慮到四支液壓缸提供 的動(dòng)力不一定和理論設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為的是一組平行力，且大小相等，故單個(gè)油 缸取2/3大小的阻力。 = 183 + 8.1 + 410 + 240 = 841（

31、） 單個(gè)油缸受力： 式中： 單支油缸工作時(shí)的作用力 四支油缸同時(shí)工作的作用力 由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)確定、的值： = = 841（） = 將、的值代入式中得： 2.2 長(zhǎng)船液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1 確定縱移液壓缸的活塞及活塞桿直徑 yzy400型 靜壓打樁機(jī)屬于大型的工程機(jī)械，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，初步確定行走機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)壓力為25mpa 圖 3 ： 液壓缸的行走狀態(tài)圖 向行走時(shí)， b口進(jìn)油； a 口出油 向行走時(shí)， a口進(jìn)油； b口出油 計(jì)算如下： 向 （） 式中： 活塞桿直徑，（） 液壓缸的理論推力， 系統(tǒng)壓力，查手冊(cè)取 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取d = 200 取速度比： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 = 140

32、2.2.2 長(zhǎng)船液壓缸的流量計(jì)算： 式中 液體的運(yùn)動(dòng)速度 活塞的面積 確定縱向行走液壓缸的型號(hào) 液壓缸的型號(hào)說明： 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸代號(hào)（液壓缸直徑/活塞桿直徑） 活塞桿型式代號(hào)2.2.3 長(zhǎng)船液壓缸的力的計(jì)算 （1）推力計(jì)算 式中 液壓缸推力 工作壓力 活塞的作用面積 （2）拉力計(jì)算 式中 液壓缸拉力 工作壓力 活塞直徑 活塞桿直徑 液壓缸有桿腔作用面積 2.2.4 長(zhǎng)船液壓缸的安裝聯(lián)結(jié)尺寸 圖 4 ： 長(zhǎng)船液壓缸的安裝聯(lián)結(jié)尺寸表 1 液壓缸的安裝聯(lián)結(jié)尺寸缸徑200 長(zhǎng)船液壓缸的長(zhǎng)度為：行程 圖 5 ： 液壓缸的安裝聯(lián)結(jié)部件 表 2 液壓缸的安裝聯(lián)結(jié)部件尺寸缸徑200909012

33、01001001102.3 頂升液壓缸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1 頂升液壓缸的載荷計(jì)算靜壓樁機(jī)的頂升，靠四個(gè)垂直固定在樁機(jī)大身上的液壓缸提供動(dòng)力，油缸只要克服靜壓樁機(jī)自身的重量即可。由幾何學(xué)原理：三點(diǎn)即可確定一個(gè)平面，雖然有四個(gè)頂升油缸提供動(dòng)力，但實(shí)際上很多時(shí)候真正工作的只有三個(gè)油缸。因此，載荷力為： 頂 2.3.2 頂升液壓缸的活塞直徑計(jì)算 （） 式中 頂升油缸所受外載荷 =1568 系統(tǒng)壓力 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取 = 280 取速度比： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取 2.3.3 頂升液壓缸的流量計(jì)算： 式中 液體的運(yùn)動(dòng)速度 活塞的面積 確定頂升液壓缸的型號(hào) 液壓缸的型號(hào)說明： 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)

34、尺寸代號(hào)（液壓缸直徑/活塞桿直徑） 活塞桿型式代號(hào)2.3.4 頂升液壓缸的力的計(jì)算 （1）推力計(jì)算 式中 頂升液壓缸推力 工作壓力 活塞的作用面積 （2）拉力計(jì)算 式中 液壓缸拉力 工作壓力 活塞直徑 活塞桿直徑 液壓缸有桿腔作用面積 2.4 液壓缸技術(shù)規(guī)格 表 3 液壓缸技術(shù)規(guī)格 名稱缸徑al(mm)活塞桿直徑mm(mm)工作壓力25mpa最大行程s(mm)速度比=2推力（kn）拉力（kn）長(zhǎng)船行走液壓缸2001407854002000頂升液壓缸2802001537.5753.6 2.5 液壓缸的校核2.5.1 長(zhǎng)船液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核一般情況，當(dāng)受拉桿件的應(yīng)力達(dá)到屈服極限時(shí)，將引起塑性變

35、形或斷裂。細(xì)長(zhǎng)桿件受壓時(shí)，卻表現(xiàn)出與強(qiáng)度失效全然不同的性質(zhì)。當(dāng)壓力逐漸增加，但小于某一極限值時(shí)，桿件一直保持直線形狀的平衡，這種平衡是穩(wěn)定的。當(dāng)壓力逐漸增加到某一極限值時(shí)，壓桿的直線平衡為不穩(wěn)定，將轉(zhuǎn)變?yōu)榍€形狀的平衡，如果再繼續(xù)加微小的側(cè)向力使其發(fā)生彎曲，當(dāng)干擾力解除后，它將保持曲線形狀的平衡，不能恢復(fù)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顯著增大，桿件已經(jīng)喪失了承載能力。圖 6 ： 活塞桿失穩(wěn)活塞桿失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)力不一定是很大，甚至可能會(huì)小于比例極限，按下式進(jìn)行校核： 細(xì)長(zhǎng)比： 式中 長(zhǎng)度系數(shù) =1 截面的慣性半徑

36、 桿件的長(zhǎng)度即活塞桿的行程 = 將各值代入式得： 壓桿穩(wěn)定的極限值： 式中 材料的彈性模量，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，= 206 比例極限，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，=200將以上各數(shù)據(jù)代入式計(jì)算得： 長(zhǎng)船活塞桿不屬于大柔度桿，不能使用歐拉公式計(jì)算臨界壓力，因此，采用以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)的直線公式： 式中 屈服極限，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取，=235、 直線公式系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取， 將以上各值代入上式得： 長(zhǎng)船液壓缸活塞桿屬于小柔度壓桿，受壓時(shí)不會(huì)像大柔度壓桿那樣出現(xiàn)彎曲變形，主要因?yàn)閼?yīng)力達(dá)到屈服極限（塑性變形）或強(qiáng)度極限（脆性變形）而失效，應(yīng)按強(qiáng)度來進(jìn)行校核。 式中 臨界應(yīng)力 活塞桿受力 ， =701 活塞桿橫截面積

37、將以上各值代入上式得： 長(zhǎng)船液壓缸活塞桿滿足穩(wěn)定性要求2.5.2 頂升液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核同理可得：圖 7 ： 活塞桿失穩(wěn)活塞桿失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)力不一定是很大，甚至可能會(huì)小于比例極限，按下式進(jìn)行校核： 細(xì)長(zhǎng)比： 式中 長(zhǎng)度系數(shù) =1 截面的慣性半徑 桿件的長(zhǎng)度即活塞桿的行程 = 將各值代入式得： 壓桿穩(wěn)定的極限值： 式中 材料的彈性模量，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，= 206 比例極限，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，=200將以上各數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得： 頂升液壓缸活塞桿不屬于大柔度桿，不能使用歐拉公式計(jì)算臨界壓力，因此，采用以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)的直線公式： 式中 屈服極限，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取，=235、 直線公式系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)

38、手冊(cè)取， 將以上各值代入上式得： 頂升液壓缸活塞桿屬于小柔度壓桿，受壓時(shí)不會(huì)像大柔度壓桿那樣出現(xiàn)彎曲變形，主要因?yàn)閼?yīng)力達(dá)到屈服極限（塑性變形）或強(qiáng)度極限（脆性變形）而失效，應(yīng)按強(qiáng)度來進(jìn)行校核。 式中 臨界應(yīng)力 活塞桿受力 ， = 701 活塞桿橫截面積 將以上各值代入上式得： 頂升液壓缸活塞桿滿足穩(wěn)定性要求3 行走機(jī)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 小車組件的計(jì)算靜壓打樁機(jī)的行走，由四只小車提供支撐力。由幾何學(xué)原理：三點(diǎn)即可確定一個(gè)平面，雖然有四只小車提供支撐力，但實(shí)際上很多時(shí)候真正工作的只有三只小車。因此，小車的受力按下式進(jìn)行計(jì)算：車式中 樁機(jī)正常工作時(shí)，小車的最大受力 樁機(jī)正常工作時(shí)，小車的最小受力

39、由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)確定、的值 將以上各值代入上式得：車 3.2小車車輪的計(jì)算與校核小車車輪屬于靜壓樁機(jī)的行走部件，在靜壓樁機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)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(qiáng)度按車輪輪面接觸強(qiáng)度來計(jì)算，車輪的接觸強(qiáng)度與它的材料、軌道接觸情況、車輪踏面等因素有關(guān)。為了計(jì)算車輪的接觸應(yīng)力，需要先計(jì)算出車輪的載荷3.2.1 小車車輪的載荷計(jì)算 其中 車 車 3.2.2 車輪接觸強(qiáng)度校核 式中 速度系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=1.17 工作級(jí)別系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=1.12 曲率半徑，取兩個(gè)接觸體中較大的值，=400 由軌道頭與車輪

40、曲率半徑之比所確定的系數(shù)，=0.430 與材料有關(guān)的許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)，將以上各值代入式計(jì)算得： 車輪滿足強(qiáng)度要求3.3 小車軸的設(shè)計(jì)計(jì)算靜壓樁機(jī)的行走小車均采用兩根聯(lián)結(jié)軸。每根軸的受力為： 圖 8： 軸的受力圖 圖 9： 軸的剪切圖 圖 10： 軸的彎矩圖 軸選用鋼，調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)， 軸的彎曲強(qiáng)度條件為： 軸與軸承采用基孔制配合，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取 3.4 小車聯(lián)結(jié)軸的校核小車聯(lián)結(jié)軸在聯(lián)結(jié)結(jié)合面處受剪，同時(shí)與被聯(lián)結(jié)件孔壁相互擠壓，破壞聯(lián)結(jié)的主要形式有：軸被剪斷、軸被壓潰、孔壁被壓潰。軸受的剪力為其強(qiáng)度條件為： 即： 聯(lián)結(jié)軸材料選用鋼，調(diào)質(zhì)處理 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)， 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取

41、校核聯(lián)結(jié)軸的強(qiáng)度條件為： 式中 軸的受壓高度 軸的許用擠壓應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)， 初定聯(lián)結(jié)軸的受壓高度為 因此 聯(lián)結(jié)軸滿足聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度要求3.5 選定軸承并加以校核對(duì)緩慢擺動(dòng)或低速旋轉(zhuǎn)的軸承，應(yīng)分別計(jì)算額定動(dòng)載荷和額定靜載荷，然后根據(jù)條件選擇軸承。 3.5.1基本額定動(dòng)載荷的計(jì)算 式中 基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值 當(dāng)量動(dòng)載荷 壽命系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)定軸承使用壽命為，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取=1.815 速度系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=1.435 力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時(shí)=1.5；力矩載荷較大時(shí)=2；取=1.5 沖擊載荷因數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=1.0 溫度因數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=1.0 軸承尺寸及性能表

42、中所列徑向基本額定動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算 式中 沖擊載荷系數(shù)，取=1.8 徑向載荷，取 軸向載荷，=0 徑向動(dòng)載荷系數(shù)，取=0.4 軸向動(dòng)載荷系數(shù)，取=0 將各數(shù)據(jù)代入式 3.5.2基本額定靜載荷的計(jì)算當(dāng)量靜載荷：兩式中取大值式中 徑向靜載荷系數(shù)， 軸向靜載荷系數(shù)， 徑向載荷，取 軸向載荷，=0 按額定靜載荷選擇軸承，其基本公式為：式中 基本額定靜載荷，n； 徑向基本額定靜載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取n； 當(dāng)量靜載荷，n； 安全系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取 滿足靜載荷強(qiáng)度要求針對(duì)小車的負(fù)載情況，選用單列圓錐滾子軸承作為支撐體，可以承受以徑向載荷為主，徑向較大而軸向稍小的載荷，具有較好的支撐剛度和旋轉(zhuǎn)精度。3.5.3初選軸承型號(hào)：30316 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，校核軸承壽命查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，軸徑，運(yùn)動(dòng)速度 3.5.4軸承壽命校核 軸承滿足強(qiáng)度要求4 軌道的設(shè)計(jì)計(jì)算軌道要承載樁機(jī)的全部載荷，包括樁機(jī)自重和附加配重，是保證樁機(jī)正常定向運(yùn)動(dòng)的支撐零件。靜壓樁機(jī)的軌道通常采用p型鐵路鋼軌。為了保證機(jī)身的穩(wěn)定，