DZ60振动打桩锤的设计.docx

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DZ60振动打桩锤的设计

摘要

振动桩锤是惯性振动机械的一种，属于振动利用机械中的平面双轴式激振器。

振动桩锤是利用机械振动减少桩与土壤间的摩擦力，并依靠其自重或外加压力作用下达到沉桩的目的。

振动桩锤分机械式和液压式两类，液压振动锤应用较少。

振动桩锤采用机械式定向激振器。

它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，两根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力叠加。

振动桩锤主要由电动机、导杆、压缩弹簧、减振粱、振动箱、皮带轮等组成。

具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。

关键词：

振动机械、振动桩锤、惯性振动、减振弹簧

Abstract

Thevibrationhammerisonekindoftheinertialoscillationmachinery,belongstointhevibrationusemachinerytheplanedoubleshafttypedriver.Thevibrationhammerusesfrictiontoreducetheforcebetweenthemechanicalvibrationspileandthesoil,anddependsuponittobeself-possessedorthesur-pressurefunctionissuesthegoalofstakesinking.Thevibrationhammerdividesthemechanicaltypeandthehydraulicpressuretypetwokinds,thehydraulicpressurevibrationhammerapplicationareless.Thevibrationhammerusesthemechanicaltypedirectiondetectiondriver.Itisloadedwithsamelackofimpartialitythepieceandtheoppositedirectionrotationaxisbytwoiscomposed,ontwoaxeslackofimpartialitythepieceproducesthecentrifugalforceoffsetsorcounteractoneanotherinthehorizontalsideupwardforcecomponent,butinverticaldirectionforcecomponentsuperimposition.Thevibrationhammermainlybytheelectricmotor,theguiderod,thecompressionspring,horizontalbeamreducinginspires,avibrationboxofbody,thebeltpulleyandsooniscomposed.Hasthepenetratingpowerstrongly,thequalityofstakesinkingisgood,firmdurable,thebreakdownfew,thestructureiscompact,thelownoise,thehighefficiency,doesnothavemeritandsoonpollution.

Keywords:

VibratesthemachineryVibratorypilehammer

theinertialoscillationthespringreducinginspires

第1章绪论

在一般情况下，振动是一种不需要的、有害的现象，应该加以消除或隔离；但在某些场合，振动式需要的和有益的，应该加以利用。

振动有益的场合很多，例如，各种乐器的振动，可形成美妙的乐音，感动人们；人类及高等动物的耳膜振动、声带振动。

心脏搏动及呼吸运动，则是与生命现象紧密联系的振动；在工程技术中，各种振动机械利用振动完成许多特殊的工艺过程；在日常生活中，许多振动机具帮助人们扩展自己的工作能力。

随着现代建筑业的飞速发展，桩基础已从木桩逐渐发展为钢筋混凝土桩或钢桩。

校基础的施工方法和施工机械也有了巨大的发展。

桩的类型大体上可分为两大类：

预制桩和就地灌注桩。

预制桩主要采用锤击的方法将其打入土壤中。

其施工机械也从刚开始坠锤、蒸汽锤和柴油锤，发展到振动锤。

振动锤是结合我国具体特点计算的新型产品，是公路、桥梁、机场、建筑等基础施工的理想设备。

具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。

DZ振动锤主要用于有动力电源的各建筑工地和港口、地下铁道、桥梁、高层建筑等桩基施工工程。

它是广泛适用于丘陵、平原、干填土和湖泊地区、池塘淤泥层以及各种松土基础用袋装沙井、塑料纸板等工法加固软基的设备。

第2章振动机械的用途、分类、工作原理及构造

2.1振动机械的用途和分类

振动机械在工程技术中的用途很广泛，如振动加工，振动拉丝，振动压印，物料的筛分、破碎、输送等。

最近30多年来，应用振动原理而工作的机械（简称振动机械）得到了迅速的发展，它们在矿山和冶金工厂、选煤厂、化工厂、发电厂、铸造厂、建筑工地、水泥厂，以及粮食和食品加工厂中得到了广泛的应用。

据不完全统计，目前已用于手工业生产中的振动机械有几十种之多，例如，振动给料机、振动输送机、振动筛、概率筛、振动离心脱水机、振动冷却机、振动球磨机、振动光饰机、振动落砂机、振动成型机、振动夯土机、振捣器、振动压路机、振动沉拔桩机、振动试验台、动平衡试验机和各种形式的激振器等。

这些振动机在工业的各个部门中已发挥了重要的作用。

2.1.1振动机械的组成

振动机械通常是由激振器、工作机体及弹性元件三个部分组成（2-1a）。

1.激振器

用以产生周期变化的激振力，使工作机体产生持续的振动。

常用的激振器有惯性激振器、弹性连杆式激振器、电磁式激振器、液压式或气动式激振器，以及凸轮式激振器等。

2.工作机体或平衡机体

如输送槽、筛箱、台面和平衡架体等。

但在一些振动机中无平衡架体。

为了完成各种工艺过程，它们通常作周期性的运动。

3.弹性元件（弹簧）

包括隔振弹簧（其作用是支承振动机体，使机体实现所要求的振动，并减小传给基础或结构架的动载荷）、主振弹簧（即共振弹簧或称蓄能弹簧）和连杆弹簧（传递激振力等）。

在一些振动机械中无弹性元件。

振动机械与其它类型的机械相比，优点是结构简单、制造容易、重量较轻、金属消耗量少、成本低、能耗小、安装方便、维修容易等。

某些振动机械也存在着振幅不够稳定、调整复杂、传给地基的振动较大、零部件工作寿命较短及噪声较大等缺点。

2.1.2振动机械的用途

1.物料的输送

利用振动的槽体（或管体），可使物料沿指定方向作滑行运动或抛掷运动，从而达到输送物料的目的。

用管体封闭的振动输送机，能输送含有矽尘的矿物及其它有害或有毒的物料，有利于环境保护和人体健康。

这两个优点是其它输送设备所不能比拟的。

2.物料的筛分、选别、脱水、冷却和干燥

因为振动可使物料松散地和均匀地分布于工作面上，同时在振动面上物料受重力（在离心力场中则为离心力）、冲击力、摩擦力和惯性力的频繁作用，所以在输送物料的过程中，可有效地完成诸如筛分、脱水、冷却和干燥等各种工艺过程；在溜槽、滑道中安置适当的挡铁或缺口，还可完成工件的排序或选别。

3.物料的破碎、粉磨，物件的清理和工件的光饰

利用振动可使物料（或物件）内部的裂纹易于形成，并迅速展开；利用振动可加剧物料（或物件）与研磨介质之间的相互摩擦和撞击，从而可有效地实现破碎或粉磨物料，完成物件清理、铸件落砂和工件（或刀具）光饰等各种工艺过程。

4.松散物料的成型与紧实

利用振动可以显著减小物料的内摩擦系数，增加其“流动性”，因而是物料易于成型与紧实。

5.土壤或砂石对夯实、振捣及沉拔桩等

利用振动可减小土壤、砂石和其它混合物的内摩擦力，可降低土壤对贯入物体（桩或管）的阻力，因而可有效地完成夯土、压路、振捣和沉拔桩等工作，并可大大减轻工人对体力劳动。

6.仪器、机器及其零件的测试

利用激振器对机体进行振动试验；利用振动试验台或振动测量仪测定仪器、机器及其零部件的参数；利用振动原理对回转零部件进行动平衡试验等。

7.其它用途

利用振动可以加快铸件或焊接结构内部形成晶粒重新排列的过程，缩短消除内应力对时间等。

可以预料，振动机械的用途将会不断扩大，其规格和品种将会日益增多。

它们在我国实现四个现代化的过程中将会发挥更大对作用。

2.1.3振动机械的分类

利用合适的激振器、驱动工作台面、工作管体或槽体以实现要求的振动，达到处理特定的物料或物件，完成一定工艺过程的机械，称为振动机械，它是振动利用中重要而应用广泛的一部分。

对振动机械进行分类的目的是：

按照振动机械对类型，分别地对它们进行分析研究，找出它们的共性与特性，便于了解与掌握各种振动机械的特点，以使他们得到更合理的使用。

振动机械可以按照它们的用途、结构特点以及动力学特性进行分类。

1.按用途分类

表2-1按用途对振动机械进行了分类，并列举了各种常见振动机械的名称。

2.按驱动装置（激振器）的形式分类

（1）惯性式振动机（图2-1）

它是由惯性激振器驱动。

惯性激振器通常是由偏心块、主轴、轴承和轴承座等所组成（图2-1b）。

工作机体的振动是由偏心块回转运动时产生的周期变化的离心力引起的。

目前惯性式振动机在工业部门中得到了广泛的应用。

例如，惯性振动筛、振动球磨机、振动落砂机、振动成型机和振动振捣器等。

图2-1惯性式振动机

a）惯性振动机简图b）惯性激振器

1—激振器2—工作机体3—弹性元件

4—偏心块5—主轴6—轴承和轴承座

（2）弹性连杆式振动机

它是由弹性连杆式激振器驱动的，弹性连杆式激振器是由偏心轴、连杆及链杆端部的弹簧所组成。

工作机体借弹性连杆激起振动。

目前用于工业中的该类振动机有弹性连杆式振动输送机、振动冷却机和重介质振动溜槽机等。

弹性连杆式振动机构通常用于长度较大的振动机中。

（3）电磁式振动机

它是由电磁激振器驱动的。

电磁激振器是由铁心、线圈及衔铁所组成。

交流电流或脉动电流通过线圈，使电磁铁产生周期变化的电磁吸力，从而使工作机体产生振动。

目前用于手工业中的该类振动机有电磁振动给料机、电磁振动输送机、电磁振动筛和电磁振动试验台等。

（4）其它振动机

他们由风动式激振器、液压式振动器和凸轮式振动器驱动。

该类振动机与前述三类振动机的工作原理及计算方法有所不同。

3.按动力学特性分类

表2-2是按照动力学特性对振动机械进行分类。

分为线性非共振类振动机、线性近共振类振动机、非线性振动机、冲击式振动机。

除了按照前述特性进行分类外。

还常常按照振动质体对数目及自由度的数目对振动机进行分类。

2.2惯性振动机械的工作原理与构造

2.2.1惯性激振器的形式

惯性振动机是由带偏心块的惯性激振器驱动的。

惯性激振器可分为以下几种。

1.单轴式惯性激振器

单轴式惯性激振器有两种结构，一种如图2-2a所示，一种如图2-3所示。

它通常产生沿圆周方向变化的激振力。

当轴两端的偏心块具有不同的安装相位时，还会产生沿圆周方向变化的激振力偶。

图2-2各种惯性激振器

a）单轴式惯性激振器b）、c）双轴式惯性激振器

d）多轴式