调频调矩液压振动桩锤结构分析及新型液压系统研究.pdf

心洗笱硕士学位论文论文题目..调频调缒液匿振动攮焦缮搬金析一学科、专业⋯⋯⋯⋯⋯扭搠杓评诒ぜ铩及新型液压系统研究研究生姓名魏会文毛大恒教授导师姓名及专业技术职务分类号⋯⋯⋯⋯⋯一密级⋯⋯⋯⋯⋯编号⋯⋯⋯⋯⋯年月
摘要根据以相位差调节手段进行调矩的振动桩锤一土振动特性,从桩一土振动力液压振动桩锤齿轮箱的频繁损坏是导致无级调频调矩液压振动桩锤问世近年仍无法推广应用的关键因素。本文从机械设计和动力学角度分析了现有的大螺旋齿轮传动调矩型振动桩锤设计和力学问题,提出了一种新型结构方案,设计研究了相应的新型液压控制系统。本文首先从高速回转引起齿轮箱升温和巨大离心力对传动轴造成弯曲等方面出发,根据振动桩锤大螺旋角齿轮传动的运动状态,按照齿轮优化设计理论推导出了齿轮侧隙及其齿厚公差的优化计算公式,提高了齿轮箱的承载能力。学的角度,建立激振器运动学和动力学方程,:头抡妫⑾衷诘骶毓齿轮传力系统载荷是额定负载的倍,这使得齿轮结构难以承受。据此,论文提出了一种构造简化的新型结构方案,完全取消了现有的油缸推动和齿轮传动调矩结构,调矩调频完全通过对液压马达转速的控制来实现。本文根据液压振动桩锤的负载特性,,负载敏感泵控系统,提高了马达转速的控制性能,既解决了负载变化剧烈时速度不受影响的问题,又可达到系统能耗最低的日标。针对振动可能使偏心块产生驱动力这一问题,设计了背压自适应控制系统,既防止了马达吸空,又避免了能量浪费。新型液压系统功能齐全、元件少。论文还对激振力为恼穸腹丶貉乖<辛搜⌒图扑惴治觥论文对新型液压控制系统的关键环节一电液比例调速系统进行了建模、仿真和实验研究。研究结果表明,系统具有一定的稳定性和较好的刚度特性,在不需要任何控制算法的条件下,调速系统基本能满足调频调矩沉桩作业的要求。论文提出的新型结构方案和控制系统大大提高了设备的可靠性,研究成果为关键词:液压振动锤,调频调矩结构,液压控制液压振动桩锤向机电一体化控制和智能控制发展打下了基础。中南大学硕士学位论文、●
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作者签名:邀导师签名叠施日期:兰必丝月幽作者签名童邀日期:生年址月丑日作者签名:哇遴坠原创性声明关于学位论文使用授权说明本人声明,所呈交的学位论文足本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。明。■●‘
第一章绪论桩工机械的分类和特点国内外振动沉拔桩机发展概况桩工机械主要用于各种桩基础、地基改良加固、地下连续墙及其它特殊地基基础等工程的施工。按施工设施的不同,桩工机械又可以分为夯锤打桩机、静力沉桩机和振动桩锤““。。夯锤打桩有柴油打桩机和蒸汽打桩机。由于使用不便,蒸汽锤已基本被淘汰。柴油锤利用柴油燃烧产生的爆破力及锤的自由落体冲击力对桩进行打击,产生冲击机械能,克服土体对桩的阻力,破坏静力平衡状态,从而达到沉桩的目的⋯。但柴油锤在施工过程中存在噪声大、振动大和油烟污染等缺陷咄吵莆R淮公害诔鞘薪ㄖ∈┕ぶ校裼痛傅氖褂檬艿皆嚼丛蕉嗟南拗啤。静力沉桩机适应于软土地区桩基础施工。该方法以桩机自身的质量作为反作用力,利用液压油压力将桩强制性压入土中,工作过程无噪声、无振动、无空气污染,也可以实现拔桩,效率较高啪’俊振动沉桩是通过偏心回转激振器产生纵向振动,利用桩土振动降低桩土摩擦力和桩端阻力,从而轻松地使桩下沉,它的突出优点是噪声小,此外,效率高,机器重量轻,造价低。该方法主要应用于各类钢板桩和钢管桩的沉拔作业,也可以用于混凝土桩施工。目前,被主要用于大型桩基础、桥梁基础施工中。振动沉拔桩按动力可分为电动振动桩锤和液压振动沉拔桩锤;按激振频率可分为低频.⒅衅透咂⒊,两位日本科技工作者曾进行了振动机械的模型试验,他们在一载荷板上安装了激振器,载荷板在一定激振频率激振力的作用下在土壤中下沉,发现了振动作用下土壤的“液化”现象,即通过振动可在相当程度上减小土颗粒间的摩擦。年俄国的巴尔喀教授首先将这一原理应用到建筑工程中,他将一个激振器安装在管桩或板桩上使其振