車載式柴油打樁機設計含9張CAD圖

車載式柴油打樁機設計含9張CAD圖,車載,柴油,打樁機,設計,cad 一、選題依據(jù) 1．論文（設計）題目 車載式柴油打樁機設計（一） 2．研究領域 機械設計制造及其自動化領域專用設備設計 3．論文（設計）工作的理論意義和應用價值 最近十幾年間我國高速公路建設的規(guī)模和速度驚人,對于施工質量和效率的 要求越來越高,使用高精度,高效率的機械化作業(yè)是實現(xiàn)上述要求的基本保證。高速公路防撞護欄樁施工是建設后期一項時間緊、任務重、難度大、工藝復雜,人工無法完成的作業(yè)。按照現(xiàn)行設計規(guī)范,高速公路護欄樁的分布密度為每 4 米 1 根,有些地區(qū)每 2 米一根,每公里的數(shù)量達到 1000 多根。目前,我國高速公路的建設通車里程達每年 3000 公里,合計總沉樁數(shù)量為 4000000 根。護欄樁的分布位置都在充分壓實的路肩上,絕大多數(shù)路基下有穩(wěn)定沙礫甚至碎石,樁位地質條件復雜,沉樁阻力大,不可能人工沉樁,而且考慮到護欄的防護功能及其對路容路貌的影響,沉樁施工必須滿足一定的施工質量要求。護欄樁的施工質量指沉樁的垂直度、樁位的精確度、標高的誤差范圍以及樁頭的變形程度。如果施工質量較差,將大大影響護欄板和防水帽的安裝精度和作業(yè)效率, 同時還影響車輛通行時的安全防護和道路整體線形的美觀。所以,護欄樁的施工質量對于后期的護欄板安裝以及高速公路的安全保障功能的實現(xiàn)和道路整體外觀具有至關重要的意義。根據(jù)我國實際情況,在高速公路建設周期中留給護欄施工的時間一般很短,工期要求緊,所以要求完成護欄樁施工的機械具有較高的作業(yè)效率。本研究所涉及的車載式柴油打樁機的主要用途是實現(xiàn)高速公路防撞護欄樁沉打作業(yè)任務。[1] 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢研究概況 1) 與施工工法密切結合，開發(fā)研制了一批新產(chǎn)品，實現(xiàn)了系列化、成套化 例如， 柴油樁錘有筒式水冷、筒式風冷和導桿式 3 個系列；振動樁錘有普通振動樁錘 DZ 系列，引進日本建調（株）生產(chǎn)的 KM，VM 系列，可調偏心力矩振動樁錘 DZJ 系列，無級變頻變矩電驅振動樁錘 DZPJ 系列，免共振無級變頻電驅振動樁錘 DZP 系列，無級變頻變矩液壓振動樁錘 YZPJ 系列共 6 個系列；液壓打樁錘有 1 個系列； 壓樁機有 1 個系列；長螺旋鉆孔機有步履式和履帶式 2 個系列；潛水式鉆孔機有 1 個系列；工程鉆機有轉盤式和動力頭式 2 個系列；振沖器有 1 個系列；樁架有步履 式和履帶式 2 個系列；旋挖鉆機有 1 個系列；液壓抓斗有 1 個系列；多軸式鉆機 有 1 個系列；潛孔錘鑿巖鉆機有 1 個系列；以上產(chǎn)品每個系列都有多種規(guī)格。 樁工機械的成套化主要體現(xiàn)在為完成各種樁基礎施工，可提供沖擊作用的柴油錘、液壓錘、振動作用的振動錘，靜壓作用的壓樁機，以及長螺旋、短螺旋、潛水式、轉盤式、回轉斗、動力頭式、沖抓式等各種成孔（樁孔）鉆機，滿足不同樁基礎施工和不同施工工法的需求?？商峁┳吖苁?、軌道式、履帶式、懸掛式、步履式不同技術性能、不同生產(chǎn)成本的多種打樁架，可分別滿足大型重點工程、中小工程，一般民用村鎮(zhèn)建設工程的不同需求，可適應不同技術資質、不同經(jīng)濟實力的基礎施工企業(yè)的不同條件，適應不同基礎施工現(xiàn)場“三通一平”等現(xiàn)場條件。 2）產(chǎn)品普遍采用了液壓傳動、機械振動、自動控制等先進技術，計算機輔助設計、仿真、有限元計算等先進設計手段，產(chǎn)品技術水平上了新的檔次 履帶底盤三支點打樁架、液壓樁錘、旋挖鉆機、液壓抓斗、靜壓樁機、部分型號的工程鉆機均采用了全液壓傳動。采用液壓傳動，產(chǎn)品結構緊湊、重量輕、調速性能好，過載保護性能好， 操縱輕便。振動樁錘和振沖器是樁工機械利用振動技術的典型產(chǎn)品。振動樁錘以一定方向的激振力、激振頻率、振幅的振動作用，在土壤 N 值不大于 50 的土質條件下沉拔鋼管樁、鋼板樁、施工振動沉管灌注樁具有施工效率高、樁體密實性好的優(yōu)點。振動樁錘目前已普遍使用專門設計特殊構造的耐振型電機、產(chǎn)品的使用可靠性與壽命都得到了顯著提高。為了適應不同地質條件的施工，發(fā)展振動主參數(shù)可調的振動樁錘是發(fā)展方向。由北京建筑機械化研究院研制的 DZJ 系列液壓式可調偏心力矩振動錘已達到了上述要求?？烧{偏心力矩振動錘還具有啟動方便、啟動、停機過程中能躲過樁架固有振動頻率，防止樁架共振破壞的優(yōu)點。振沖器是利用機械振動加固軟地基的施工機械，目前已廣泛應用。 發(fā)展趨勢 1）進一步與基礎施工工法密切結合，結合我國國情，引進必要的國外產(chǎn)品技術， 發(fā)展更多的新品種、新規(guī)格，滿足各種不同工程施工需要和不同施工用戶需要。目前， 特別要加速發(fā)展地下防滲擋土連續(xù)墻施工設備和多功能大直徑鉆孔機械。 2）進一步消化吸收引進的先進技術，在樁工機械的傳動、操縱、控制、安全保護等系統(tǒng)普遍采用液壓、電子等機電液一體化新技術，使樁工機械產(chǎn)品技術水平上一個新的檔次，性能更先進，操縱更方便、舒適，實用更可靠、安全。 3）進一步解決樁工機械在城市施工的公害問題。發(fā)展超高頻（50Hz 以上）低振幅 式振動沉拔樁錘，降低振動樁錘的振動危害；進一步改進柴油樁錘的燃料霧化系統(tǒng)和吸排氣系統(tǒng)，提高燃燒效果，降低空氣污染；發(fā)展液壓樁錘，降低施工沖擊噪音徹底解決廢氣污染問題；在鉆孔機產(chǎn)品中，發(fā)展全套管護壁產(chǎn)品或不需護壁的新工法、新設備，解決施工工程中泥漿護壁污染問題。 4）樁工機械在施工時工況惡劣，更易受損壞和磨損，不斷提高樁工機械的使用可靠性和壽命是一個重要課題。要進一步發(fā)展推廣應用振動樁錘專用的高結構強度、起動力矩大、絕緣等級高、過載能力強的耐振電機，恒功率調速、起動力矩大、絕緣等級高、過載能力強的鉆孔機專用電機，解決使用普通電機存在的故障多、易損壞等問題。采用新材料、新工藝，不斷提高活塞環(huán)、密封件、鉆桿鉆頭葉片、斗齒等易損件的使用壽命。樁工機械振動和沖擊作用勢必對機械本身造成損壞或加大磨損，造成連接件松動，引起機器故障。因此，要設法防止因振動、沖擊引起的機器本身的損壞。 [2] 二、論文（設計）研究的內容 1.重點解決的問題總體方案設計 液壓樁錘設計 液壓斜式導向架設計 液壓及電氣控制系統(tǒng)設計主要零件設計與計算 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） 以給定數(shù)據(jù)：鋼筋混凝土樁尺寸:25cm×25cm×3000cm，液壓樁錘打樁為自由落體擊樁與柴油點火爆發(fā)擊樁的復合，樁錘結構緊湊，液壓馬達提升時間≤10s；液壓斜式導向架起升回落平穩(wěn)，起升與回落時間均≤30s，總長度不超過車體總長；液壓及電氣控制系統(tǒng)在野外作業(yè)環(huán)境下工作可靠；通常地層結構下，每個鋼筋混凝土樁完成打樁時間≤120s。為設計要求，依托一款陜汽汽車底盤進行自主設計。 1）車載式柴油打樁機整體結構設計 2）樁架起落，橫移，偏擺機構設計 3）樁錘提升機構設計 4）液壓系統(tǒng)方案設計 5）液壓系統(tǒng)參數(shù)設計 6）電氣控制系統(tǒng)設計 7）主要零件尺寸的設計與計算及其校核 3.本論文（設計）預期取得的成果 1）機械結構零件圖五張 2）機械結構裝配圖 A0 圖兩張 3）液壓回路設計圖 4）電氣控制圖 5）相關外文文獻翻譯 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 擬采用行動研究法和文獻法結合的方式作為主要研究方法，根據(jù)已經(jīng)初步確定的車載式柴油打樁機的主要技術要求，查詢相關機械結構設計文獻完成對車載式柴油打樁機的機械結構設計。查詢相關液壓，電氣相關書籍文獻期刊完成對液壓結構和電氣控制系統(tǒng)的初步設計。采用案例分析法完成對整體設計成果的修改與改進。 2.論文（設計）進度計劃 1-2 周：查找相關文獻資料，研讀文獻資料并完成文獻綜述。 3-4 周：撰寫開題報告，準備開題報告答辯。根據(jù)老師在開題報告后的建議進行開題報告修改。擬定設計答題思路。 5-6 周：完成整體方案設計并根據(jù)題目進行液壓樁錘設計。 7-8 周：樁架起落，橫移，偏擺機構設計，材料選用，校核。 9-10 周：樁錘提升機構設計，材料選用，校核。 11-12 周：液壓系統(tǒng)方案設計，參數(shù)設計，液壓元器件選用，液壓系統(tǒng)方案參數(shù)計算。 13-14 周：電氣系統(tǒng)設計，計算完成整體設計零件圖繪制，裝配圖繪制。 15-16 周：撰寫說明書，打印材料，準備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻 [1]史繼江.公路護欄樁液壓打樁機機電液一體化設計[D].長安大學,2009. [2]郭傳新.我國樁工機械行業(yè)的發(fā)展回顧與展望[J].建筑機械化,2015,(03):29-31+40. [3]石文軍.公路防撞護欄施工過程簡介[J].交通標準化,2008,(04):224-225+63. [4]焦集群,王介寧.車載式柴油錘打樁機[J].石油機械,1997,(07):26-28+59-60. [5]任江濤,劉建濤,李明.柴油錘打樁機的一項技術改進措施[J].科技信息,2011,(18):328. [6]伍燕華,趙向華.淺談高速公路防撞護欄的施工[J].技術與市場,2012,(06):245. [7]任達元.柴油打樁機打設 PC 管樁施工工法[J].山西建筑,2005,(23):91-92. [8]宋永剛,黃山井.落錘式打樁機液壓系統(tǒng)的效率研究[J].工程機械,2006,(09):55-60+106. [9].東風 7135 型筒式柴油打樁機[J].市政通訊,1975,(01):84-99. [10].中華人民共和國國家標準柴油打樁機 安全操作規(guī)程[J].建筑安全,1994,(06):14-15. [11]王君.預制樁打樁過程仿真分析與試驗[D].大連交通大學,2013. [12] 趙 子 贏 . 樁 基 礎 施 工 工 藝 概 述 [J]. 民 營 科 技 ,2012,(10):274. [13]XiangqiHuang,TakeshiSasaki,HidekiHashimoto,FumihiroInoue,BoZheng,TakeshiMasuda, KatsushiIkeuchi.AnAccurateandEfficientPileDriverPositioningSystemUsingLaserRangeFin der[M].SpringerBerlinHeidelberg:2013. [14]TakeshiSasaki,HiroshiKawahara,FumihiroInoue,HidekiHashimoto.CircleFittingBasedP ilePositioningandMachinePoseEstimationfromRangeDataforPileDriverNavigation[J].IFACP roceedingsVolumes,2012,45(22):. [15]XuZhou,YuRongChen,ZhenWang.ContactbetweenPrefabricatedPileandPileClampingJawsun derPileDriving[J].AppliedMechanicsandMaterials,2012,1468(101):. 文獻綜述或報告 （一）打樁施工順序 1 施工放線定位 立柱的放線定位對防撞護欄的外觀質量影響最大，掌握好立柱定位放線的正確方法至關重要，根據(jù)施工圖紙防撞護欄立柱位置是靠路緣石來確定，這就假設了路緣石的鋪設，在縱向（順路方向）上是絕對平順的，在橫向（垂直于路方向）是沒有任何錯位，而實際施工中并不是這樣，路緣石的鋪設在縱向和橫向上與設計是有誤差的，如果按路緣石來放線定位，護欄立柱在縱方向上是不順直的，安裝護欄板后，線形局部會出現(xiàn)凸凹面。 1.1 確定立柱的位置 首先確定立柱的間距，以橋梁、通道、活動護欄口、立交、平交為控制點進行測距。立柱的間距分為 2 m 和 4 m 兩種，2 m 間距的為加強立柱，4 m 間距的為普通立柱， 而實際施工中經(jīng)常出現(xiàn)異形間距，所安裝的護欄板稱異形板，異形板由于間距不定， 所以制造難度大，又影響工程，因此在確定立柱間距時盡可能減少異形間距。 1.2 立柱縱向位置的確定 立柱的位置先在路緣石上用紅鉛筆根據(jù)立柱間距劃出橫線，再用線繩和釘子順路方向上放出一條線，反復調整線形，然后用紅鉛筆在這條線上劃出于橫線垂直的縱線， 形成十字線，在打入立柱時，嚴格按立柱距十字線中心距離打入，這樣就保證了立柱在縱向上的順直度。 1.3 柱的高度控制 立柱的頂面是否平順，決定了護欄板頂面的平順，立柱高度是影響防撞護欄線形的大因素。在最初的防撞護欄施工中，我們都是假設路緣石絕對按設計標高，按照施工圖紙，立柱頂面標高高出路緣石 70 cm,打入第一根立柱時，當打入到立柱頂面至路緣石頂面 70 cm 時，在打樁機導桿上記錄下樁錘的位置，以后每打一根立柱當樁錘下落到記下的位置時就說明立柱已經(jīng)達到位了。這樣路緣石頂面的不平順就反映到立柱頂面，最終使得護欄板整體不平順，由于立柱的高低校起來費工費時，難度又大，對于立柱頂面高度的控制方法，先以路面設計標高算出路緣石頂面設計標高，再根據(jù)立柱頂面應高出路緣石頂面 70 cm 算出立柱頂面標高，然后打入立柱時，對每根立柱進行測量。但這樣雖然保證了立柱頂面平順，但由于路面實際標高與設計標高之間存在誤 差，而且誤差較大，所以會出現(xiàn)一行立柱距路緣石頂面高度不一致的現(xiàn)象，我們在鄭州至新鄭高速公路上施工時有這樣放線的路段，有的立柱頂面距路緣石頂面大于 70 cm，有的小于 70 cm，同樣影響美觀，而且這種方法比較繁瑣。在后來的施工中，我們找到了一種既簡單又能保證護欄板線形的方法：首先用水準儀對每一個立柱位置的十字線進行水準測量（不需水準點，只測相對標高），根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算出坡度，具體算法如下：假設架一次水準儀測 n 個樁位，用第 n 個數(shù)減去第一個數(shù)，所得值除以 （n- 1），得出一個 a。第一個位置立柱高 70 cm，第二個位置立柱高應為第一個數(shù)減去第二個數(shù)，再減去 a，再加上 70 cm 即為要得到的立柱高，第 3、4…n 個位置立柱高依次類推，在每一個將要打入的立柱上用紅鉛筆劃出打入深度。這樣既保證了立頂面高度的平順，又能使立柱頂距路緣石頂高度誤差很小。[3] （二）車載式柴油錘打樁機 車載式柴油錘打樁機主要由隨車吊、導桿式柴油錘、液壓傳動機構和工作機構、打樁架和扶樁臂等組成。打樁時,地錨樁由液動扶樁臂夾持扶正,柴油錘利用柴油在其燃燒室內燃燒產(chǎn)生的能量進行打樁,整個擊樁過程由柴油錘自動連續(xù)完成。打樁架為兩節(jié) (主樁架和副樁架)鐵接式,可分別滿足行駛和打樁兩方面的要求。這種打樁機集裝卸、拉運、立樁和打樁等功能于一體,全部工序一人操作即可將預制的水泥地錨樁打入地下, 工作效率極高。[4] （三）柴油錘 導桿式柴油錘打樁機原理簡介：主體由汽缸和柱塞組成，其工作原理和單缸二沖程柴油機相似，利用噴入汽缸燃燒室內的霧化柴油受高壓高溫后燃爆所產(chǎn)生的強大壓力驅動錘頭工作。導桿式柴油錘以柱塞為錘座壓在樁帽上，以汽缸為錘頭沿兩根導桿升降。打樁時，先將樁吊到樁架龍門中就位，再將柴油錘擱在樁頂，降下吊鉤將汽缸吊起一定高度，脫開吊鉤讓汽缸下落套入柱塞，將封閉在汽缸內的空氣進行壓縮，汽缸繼續(xù)下落，直到缸體外的壓銷推壓錘座上燃油泵的搖桿時，燃油泵就將油霧噴入缸內， 油霧遇到燃點以上的高溫氣體，當即發(fā)生燃爆，爆發(fā)力向下沖擊使樁下沉，同時向上頂推，使汽缸回升，待汽缸重新沿導桿墜落時，又開始第二次沖擊循環(huán)。柴油錘的工作是靠壓燃柴油來啟動的，因此必須保證汽缸內的封閉氣體達到一定的壓縮比，有時在軟土地層上打樁時,往往由于反作用力過小,壓縮量不夠而無法引燃起爆，就需要用吊鉤多次吊起錘頭脫鉤沖擊，才能起動。[5]