郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
**大学
毕业设计说明书
（雨） DZ60震动打桩锤的设计（全套图纸）
专业： 学号： 1334095854 姓名： 指导教师： 雨辰
完成日期：
I
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
摘要
本次设计的是DZ60震动打桩锤，它是DZ系列震动桩锤中比较典型的一种，通过对震动桩锤工作过程的观察和研究，本课题采用了机电一体化系统设计思想，对其整体造型、机械结构和控制系统进行设计。此震动桩锤机电一体化系统主要由三个部分组成：机械本体、执行器和动力源。其工作原理是运用机械震动减少桩与土壤间的摩擦阻力，并依靠其自身重力或外加压力的作用达到沉桩的目的。本课题的震动桩锤采用的是机械式定向激震器。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。通过现场运行情况表明，此震动桩锤具有贯入力强、沉桩质量高、坚实耐用、故障少、结构紧凑、噪音低、效率高、无污染等优点。
关键词：机械震动 震动桩锤 激震器
II
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
Abstract
The design is DZ60 vibration hammers, it is DZ series vibrohammer the more typical one, by vibrohammer work process observation and research, this study uses a mechatronic system design, the design of its overall shape, the mechanical structure and control system. This vibrohammer mechatronic system consists of three components: mechanical body, actuators and power sources. Working principle is to use mechanical vibration to reduce friction between the pile and the soil, and the role of its own gravity, or rely on external pressure to achieve the purpose of the pile. The topic vibrohammer uses directional mechanical shaker. It is the same with the eccentric and the two opposed rotatable shaft composed of two centrifugal force generated by the eccentric shaft in the horizontal direction force component cancel each other, and the vertical force component on the stack. Through on-site operation showed, Has the penetrating power strongly, the quality of stake sinking is good, firm durable, the breakdown few, the structure is compact, the low noise, the high efficiency, does not have merit and so on pollution.
Keywords: Mechanical vibration Vibrohammer Exciter
III
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
目录
1 绪论 ......................................................... 1 2 震动机械的分类、用途、工作原理及构造 ......................... 2 2.1震动机械的分类和用途 ...................................... 2 2.1.1震动机械的组成 ........................................ 2 2.1.2震动机械的分类 ........................................ 2 2.1.3震动机械的用途 ........................................ 4 2.2惯性震动机械的工作原理和构造 .............................. 5 2.2.1惯性激震器的形式 ...................................... 5 2.2.3线性或近似线性的近共震类惯性机械 ...... 错误！未定义书签。 2.2.4非线性惯性震动机械 .................... 错误！未定义书签。 2.2.5冲击式惯性震动机械 .................... 错误！未定义书签。 2.3桩工机械的分类和工程应用 .................. 错误！未定义书签。 2.3.1桩工机械的分类 ........................ 错误！未定义书签。 2.3.2桩工机械在工程技术中的应用 ............ 错误！未定义书签。 2.4震动桩锤的工作原理和构成 .................. 错误！未定义书签。 2.4.1震动桩锤的工作原理 .................... 错误！未定义书签。 2.4.2震动桩锤的构成 ........................ 错误！未定义书签。 2.4.3沉桩原理.............................. 错误！未定义书签。 3 电机的选择和计算 ............................. 错误！未定义书签。 3.1选择电动机应综合考虑的问题 ................ 错误！未定义书签。 3.2选择电动机................................ 错误！未定义书签。 4 震动桩锤的主参数计算 ......................... 错误！未定义书签。 4.1激震力的计算 .............................. 错误！未定义书签。 4.2计算实际震幅 .............................. 错误！未定义书签。 4.2.1根据提供的频率选择工作土壤的类型 ...... 错误！未定义书签。 4.2.2震幅A的确定 .......................... 错误！未定义书签。 4.3计算实际偏心力矩 .......................... 错误！未定义书签。 4.4功率的计算................................ 错误！未定义书签。 5 减震弹簧的设计与计算 ......................... 错误！未定义书签。 5.1减震弹簧的结构选择 ........................ 错误！未定义书签。 5.1.1选取螺旋弹簧的类型代号 ................ 错误！未定义书签。
IV
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
5.1.2选取弹簧的材料并确定其主要性能参数 .... 错误！未定义书签。 5.2圆柱螺旋弹簧的设计计算 .................... 错误！未定义书签。 5.2.1确定单根弹簧的最大工作载荷 ............ 错误！未定义书签。 5.2.2选择旋绕比 ............................ 错误！未定义书签。 5.2.3计算钢丝直径 .......................... 错误！未定义书签。 5.2.4计算弹簧中径 .......................... 错误！未定义书签。 5.2.5计算弹簧圈数 .......................... 错误！未定义书签。 5.2.6计算试验载荷 .......................................... 8 5.2.7自由高度.............................................. 8 5.2.8弹簧的节距 ............................................ 9 5.2.9弹簧的螺旋角 .......................................... 9 5.2.10弹簧的稳定性验算 ..................................... 9 5.2.11弹簧的强度验算 ....................................... 9 5.2.12共震验算 ........................................... 10 6 V带传动的设计计算 .......................................... 12 6.1V带的计算 ............................................... 12 6.2V带轮材料的确定 .......................................... 12 7 经济分析与资源分析 .......................................... 14 结论 .......................................................... 15 致谢 .......................................................... 16 参考文献 ...................................................... 17
V
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
1 绪论
一般情况下，震动是一种不需要、有害的现象，应该加以消除和隔离；但在某些场合中，震动是需要的和有益的，应加以利用。
震动有益的场合很多，比如，各种乐器的震动，可形成动听的音乐，感动人们；人类和众多动物的声带震动、耳膜震动。呼吸运动及心脏搏动，则是与生命现象密切联系的震动；在工程设计中，各种震动机械利用震动完成多种特殊的工艺过程；在日常生活中，很多震动机具帮助人们拓展自己的工作能力。
随着现代建筑业的快速发展，桩基础已从木桩逐步发展为钢筋混凝土桩或钢桩。桩基础的施工机械和施工方法也有了明显的发展。桩的种类大体上可分为两大类：就地灌注桩和预制桩。预制桩主要利用锤击的方法将它打入土壤中。其施工机械也从刚开始的坠锤、蒸汽锤和柴油锤，发展到现在的震动锤。震动锤是根据我国具体特点计算的新型产品，是桥梁、机场、公路、建筑等基础施工的理想工具。具有贯入力强、沉桩质量好、结实耐用、故障少、结构紧凑、噪音低、效率高、无污染等优点。
DZ震动锤主要运用于有动力电源的各建筑工地及港口、桥梁、高层建筑、地下铁道等基施工工程。它广泛适用于丘陵、平原、湖泊地区和干填土、池塘淤泥层以及多种松土基础用袋、塑料纸板等方面。
1
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
2 震动机械的分类、用途、工作原理及构造
2.1震动机械的分类和用途
目前在工程领域中震动机械的应用十分广泛，如震动拉丝、震动加工、震动压印、物料的筛分、输送、破碎等。最近几十年来，运用震动原理而工作的机械得到了飞快的发展，它需要请咨询学号数字企鹅们在很多领域得到了广泛的应用，例如，在冶金工厂、选煤厂、发电厂、化工厂、铸造厂、建筑工地、水泥厂和粮食等领域。根据不完全的调查，目前震动机械中有几十种之多以用于工业生产中，比如，震动给料机、震动试验台、震动输送机、震动离心脱水机、震动球磨机、震动落砂机、震动夯土机、震动压路机、震动沉拔桩机和各种样式的激震器等。它们已经在工业的多个部门中发挥了重要的作用。 2.1.1震动机械的组成
震动机械一般是由弹性元件、激震器及工作机体三个部分组成（2-1a）。 1）弹性元件
利用材料的弹性特性来完成各种功能的元件，称为弹性元件。弹性元件也可称为弹簧。它在负荷作用下产生弹性变形，负荷消失仍能恢复原来的形状和几何尺寸。
弹性元件能够完成变换、密封、隔离、补偿、储能及连接等各种不同的功能。由于它结构简单，价格便宜，制造容易，类型繁多，故应用范围极为广泛。在某些震动机械中无弹性元件。
2）激震器
用以产生周期性变化的激震力，使工作运行的机体产生连续的震动。常用的激震器有液压式激震器、惯性激震器、电磁式激震器以及凸轮式激震器等。
3）平衡机体或工作机体
如台面、输送槽、筛箱和平衡架体等。但在某些震动机中无平衡架体。为了保证完成各种工作过程，它们常常作周期性的工作。
震动机械与其它种类的机械相比，特点是结构简单、成本低、制造容易、质量轻、金属消耗量少、能耗小、安装简便、容易维修等。但是某些震动机械也存在着调整复杂、震幅不稳定、零部件工作寿命较短、传给地基的震动较大和噪音较大等缺点。
2.1.2 震动机械的分类
利用适当的激震器、槽体、工作管体和驱动工作台面以完成要求的震动，实现处理特定的物件和物料，达到一定工艺过程的机械，称为震动机械，它作为震动利用中重要且应用广泛的一部分。
2
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
进行震动机械分类的目的是：按照震动机械的类型，分别对它们进行研究分析，找出它们的特性和共性，以利于掌握和了解各种震动机械的特点，使它们得到更合理的利用。震动机械可以根据它们的用途、动力学特性和结构特点进行分类。
1）按用途分类
表2-1根据用途对震动机械进行了分类同时列举了多种常见震动机械的名称。
2）按驱动装置的形式分类 （1）惯性式震动机（图2-1）
它是由惯性激震器驱动工作的。惯性激震器一般是由主轴、偏心块、轴承座和轴承等所组成（图2-1b）。偏需要请咨询学号数字企鹅心块回转运动时产生的周期变化的离心力引起工作机体的震动。当前惯性式震动机在工业生产部门中实现了广泛的利用。比如，震动球磨机、震动落砂机、震动震捣器及震动成型机等。
（2）电磁式震动机
它是由电磁激震器驱动运行的。铁心、线圈及衔铁组成了电磁激震器。脉动电流或交流电流通过线圈，使电磁铁产生周期性变化的电磁吸力，从而使工作机体产生震动。目前应用于手工业中的震动机有电磁震动试验台、电磁震动输送机和电磁震动给料机等。
（3）弹性连杆式震动机
它是由弹性连杆式激震器驱动的。偏心轴、连杆及链杆端部的弹簧组成了弹性连杆式激震器。工作机体利用弹性连杆引起震动。目前应用于工业中的震动机有重介质震动溜槽机、震动冷却机和弹性连杆式震动输送机等。弹性连杆式震动机构常常应用于长度较长的震动机中。
（4）其它震动机
它们是利用凸轮式震动器、液压式震动器和风动式激震器驱动的。这类震动机与前面三类震动机的计算方法和工作原理有所不同。
3
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
图2-1 惯性式震动机
a）惯性震动机简图 b）惯性激震器 1—激震器 2—工作机体 3—弹性元件 4—偏心块 5—主轴 6—轴承和轴承座
3）按动力学特性分类
表2-2是根据动力学特性对震动机械进行的分类。分为非线性震动机、线性近共震类震动机、线性非共震类震动机、冲击式震动机。
除了根据前面特性进行分类外。还常常依据震动质体对自由度的数目和对数目震动机进行分类。 2.1.3震动机械的用途
1）物料的输送
利用震动的管体或槽体，可使物料根据指定方向作抛掷运动或滑行运动，从而实现输送物料的目的。利用管体封闭的震动输送机，能运输含有矽尘的矿物和其它有毒或有害的物料，有利于人体健康和环境保护。以上两个优点是其它输送设备无法比拟的。
2）物料的筛分、选别、脱水、冷却和干燥
由于震动可使物料均匀地和松散地分布于工作面上，同时在震动面上物料受冲击力、重力、惯性力和摩擦力的频繁作用，所以在传送物料的过程中，可充分地完成诸如筛分、冷却、脱水和干燥等各种工序过程；完成工件的排序或选别，可在溜槽、滑道中安置恰当的缺口或挡铁。
3）物料的破碎、粉磨，物件的清理和工件的光饰
运用震动可使物件内部的裂纹容易形成，并快速展开；运用震动可有效的使物件与研磨介质之间发生相互撞击和摩擦，从而可有效地达到破碎或粉磨物料的目的，完成物件清理、刀具光饰和铸件落砂等多种工艺过程。
4）松散物料的成型与紧实
4
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
运用震动可以有效的减小物料内摩擦系数，增加其“流动性”，因此物料易于成型和紧实。
5）土壤或砂石对夯实、震捣及沉拔桩等
运用震动可有效的减小砂石、土壤及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，因而可有效地实现夯土、压路、震捣及沉拔桩等工作，同时可大大减轻工人的体力劳动。
6）仪器、机器及其零件的测试
运用激震器对机体进行震动实验；利用震动测量仪或震动试验台测定机器、仪器和其零部件的参数；运用震动原理实现回转零部件的动平衡实验等。
7）其它用途
运用震动可以加速铸件内部形成晶粒重新排列的过程，可以消除缩减内应力对时间等。
可以预见，震动机械的需要请咨询学号数字企鹅应用范围将会不断扩大，其品种和规格将会日益增多。它们将在我国实现四个现代化的过程中发挥更大作用。
2.2惯性震动机械的工作原理和构造 2.2.1惯性激震器的形式
惯性震动机是利用带偏心块的惯性激震器驱动的。惯性激震器有以下几种。 1）单轴式惯性激震器
单轴式惯性激震器有两种如图2-2a、2-3所示。它们通常产生沿圆周方向不断变化的激震力。其中当轴两端的偏心块拥有不同的安装相位时，会产生沿圆周方向不断变化的激震力偶。
2）双轴式惯性激震器
图2-2b所示为双轴式惯性激震器的两轴，通常作反方向等速回转，因此当两轴上的偏心距和偏心块质量相等时，在y-y方向上两轴偏心块产生的惯性力互相抵消，所以在该激震器将产生一个大小变化的、直线的激震力。当轴两端的偏心块具有不同的安装相位时（图2-2c），将会产生定向周期变化的激震力偶。
3）多轴式惯性激震器
最常见的为图2-2d所示的四轴式惯性激震器，一般产生两种频率的激震力。
目前双轴式和单轴式惯性激震器得到了广泛的应用，多轴式惯性激震器只在少数机器中应用。
5
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
图2-2 各种惯性激震器
a）单轴式惯性激震器 b）、c）双轴式惯性激震器
d）多轴式惯性激震器
图2-3 单轴式圆盘偏心块 激震力幅值P=m2r（N），r=e
6
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
表2-1 震动机械按用途分类
类 别 用 途 粉磨、光饰、落砂、清理、除灰 筛分、选别、脱水、冷却、干燥 物料输送、给料、预防料仓起拱、作闸门用 机 器 名 称 ①震动球磨机；②震动光饰机；③震动落砂机；④震动除灰机 ①震动筛；②共震筛；③弹簧摇床；④惯性四轴摇床 ①震动给料机；②水平震动输送机；③震动料斗；④垂直震动输送机 ①试验用激震器；②震动试验台；③动平衡试验机 ①震动夯土机；②插入式震捣器；③附着式震捣器 ①石墨电极震动成型机；②耐火砖震动成型机 ①震动时效用震动台 研磨清理类 选分冷却类 输送物料类 试验测试类 测示、试验 夯土、震捣、压路、沉拔桩、挖掘、装载、凿岩 成型、紧实 震动时效等 震捣打桩类 成型紧实类 其 他 2.2.2 线性或近似线性的非共震类惯性震动机械
该类震动机具有以下特点：
（1）震动机的弹簧刚度为常数或接近于常数。
（2）因为固有频率远低于工作频率，所以弹簧的刚度很小，因此，传给地基的动载荷小，震动机拥有良好的隔震效果。
（3）机器在远离共震的状态下工作，工作频率与固有频率之比，一般在2～10范围内选取。
（4）震动机一般采用单质体震动系统，构造比较简易。
该类震动机具有隔震良好、结构简单等特点，因此在工业中应用极为广泛。 1）常用单轴式惯性震动机械的用途
（1）震动球磨机 震动球磨机常应用于物料的细磨和超细磨，其粉碎细度可达到几微米。现在它在化工厂、粉末冶金工厂和其他工厂中，都得到了广泛的应用。
（2）单轴惯性震动筛 单轴惯性震动筛的筛箱一般作圆周震动或近似于圆形的椭圆运动。它常应用于选矿厂、水泥厂、选煤厂和化工厂，以实现对各类物料进行筛分。
7
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
（3）震动料斗 震动料斗将各种松散物料向受料装置给料，广泛应用于各工业生产部门。
（4）插入式震捣器 震捣小型的混凝土制件一般用单个插入式震捣器。在大型工程中，可使用多个震捣器联合工作。
得 上弹簧总圈数n1上＝12.5圈；
下弹簧总圈数n1下＝15.5圈。
表 5-2 圆截面材料弹簧中径D系列（mm）
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 2.8 7.5 35 80 3 8 38 85 3.2 3.5 3.8 8.5 42 90 9 45 95 10 48 4 12 50 1 1.2 1.4 1.6 1.8 5 20 58 5.5 22 60 2 6 25 65 2.2 2.5 6.5 26 70 7 30 75 4.2 4.5 4.8 14 2 16 52 18 55 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 320 340 360 380 400 450 500 550 600 650 700 表5-3压缩弹簧的有效圈数n系列（圈）
2 4.5 8.5 15 2.25 4.75 9 16 2.75 5 9.5 18 3 5.5 10 20 3.25 6 10.5 22 3.5 6.5 11.5 25 3.75 7 12.5 28 4 7.5 13.5 30 4.25 8 14.5 5.2.6计算试验载荷
由公式
Fs=d38D,
得上下弹簧的实验载荷分别为
Fs上＝3.96104N，Fs下＝5.54104N。
5.2.7自由高度
因为用的是YI型端部结构，受力均匀性好。因此其自由高度计算公式为
H0＝nt+1.5d
节距t的估算公式是
t=d+f+ n1式中1＝0.1d，f—工作载荷下弹簧的形变量， fFmaxK。 对上弹簧，有形变量f上＝133mm，节距t上＝45.7mm，
自由高度H0上＝524.9mm。
8
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
对下弹簧，有形变量f下＝167mm，节距t下＝50.8mm，
自由高度H0下＝738.3mm。
依照表5-4选取系列值，H0上＝550mm，H0下＝750mm。
表5-4 压缩弹簧自由高度尺寸系列（mm）
4 18 48 5 19 50 6 20 52 7 22 55 8 24 58 9 26 30 10 28 65 11 30 70 12 32 75 13 35 80 14 38 85 15 40 90 16 42 95 17 45 100 105 110 115 120 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600 620 650 680 700 720 750 780 800 850 900 950 1000 5.2.8弹簧的节距
节距计算公式
H0－1.5d n代入数据，得上下弹簧的节距分别为
t=t上＝48mm，t下＝52mm
5.2.9弹簧的螺旋角
螺旋角计算公式如下
t D=arctan将前面计算所得数据代入上式中，可得上下弹簧的螺旋角分别为
上＝5.8°，下＝5.5°
符合一般要求＝5～9。 5.2.10弹簧的稳定性验算
上下弹簧均采用两端固定支承，其高径比计算公式
Hb=0
D因此，上下弹簧的高径比分别为
b上＝3.7，b下＝4.4
依照文献［5］中表7-3所列可知上下弹簧的高径比b都小于极限高径比5.3，满足稳定性要求。 5.2.11弹簧的强度验算
对于变载荷作用次数N>103次弹簧，都必须进行可靠度、疲劳强度计算，以避免可能出现的疲劳断裂。
9
郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计
由于震动桩锤是在900r/min左右的高速下带动偏心块旋转，形成上下震动进行沉、拔桩作业的震动弹簧在动载荷的作用下工作，所以必须进行疲劳可靠性计算。
计算公式
安全系数S=式中
0＋0.75minSp
max0—弹簧在脉动循环载荷下的剪切疲劳强度，依照文献［4］
中表11-2-16选取0＝0.3b＝480MPa；
max—最大工作载荷所产生的最大切应力，max＝min—最小工作载荷所产生的最小切应力，
min=8K1DFmin8K1DFmaxd3
d3
Sp—许用安全系数，取Sp＝1.3～1.7。
对于减震弹簧，最小工作载荷等于弹簧的预紧力，减震弹簧的安装条件为：在加压沉桩或拔桩情况下，上弹簧并圈时下弹簧安装尺寸不能大于其自由长度；下弹簧并圈时上弹簧安装尺寸不能大于其自由长度，可根据此条件确定上弹簧的
Mg预紧力F预上＝Fmin上＝25kN，下弹簧预紧力F预上＝Fmin上＝F预上＋＝33kN。
4所以，对于上弹簧，有max上＝555.98MPa，min上＝463.32MPa，
S上＝1.5>1.3，安全。
对于下弹簧，有max下＝496MPa，min下＝436.5MPa，
S下＝1.6>1.3，安全。
5.2.12共震验算
对于减震弹簧，计算公式如下：
f=式中
12KgfT Wf—弹簧的自震频率 K—弹簧刚度
g—重力加速度，g=9.8m/s2
fT—强迫机械震动频率，fT＝94.2Hz W—载荷
对上弹簧，取W＝30kN，则有f上＝1.37Hz 郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计 对下弹簧，取W＝37.5kN，则有f下＝1.22Hz 郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计 6 V带传动的设计计算 6.1V带的计算 计算内容及步骤见表6-1。 6.2V带轮材料的确定 V<20m/s，带轮材料选HT150。铸造带轮不允许有裂纹、砂眼、缩孔和气泡。 表6-1 V带计算的主要项目及结果 设计项目 单位 公式及数据 说明 KA—工况系数，查文设计功率Pd kW Pd=KAP 献［4］中表13-1-16 取KA＝1.3 P—传动功率 P＝39.96kW n1 —小带轮转速(n1=1116r/min) Pd＝51.95kW 根据Pd和n1参照文献［4］中图13-1-2选取基准宽度制窄V带SPB型 带型 i=传动比i n1dd2 =n2(1-)dd1i=1.24 n2—大袋轮转速 n2＝900r/min dd1—小带轮基准直径 =0.01~0.02 dd1＝（140～250）mm dd2—大带轮基准直径 —弹性滑动系数 小带轮基准直径dd1 mm 查文献［4］中表13-1-10和13-1-11取dd1＝224mm 为提高V带寿命，条件允许时dd1尽量取较大值 由文献［4］中表13-1-11选取 大带轮基准直径dd2 mm dd2=idd1（1-）＝272.2 dd2＝280mm ＝带速 m/s dd1n1601000max 20m/s时，可以充分发挥带的传动能力，一般不低于5m/s =13.09 max＝35 0.7（dd1+dd2） 计算项目 单位 公式及数据 2（dd2-dd1）Ld0=2a0+（dd1+dd2）+24a0说明 参照文献［4］中表13-1-6选取较近的 基准长度Ld0 mm Ld＝1996.2 实际中心距a mm Ld=2000mm 安装时所需最小中距a=a0+Ld-Ld0=652 2amin＝a-（2bd+0.009Ld）=606mm 小带轮包角1 （°） 一般1≥120°，最 dd2-dd11＝180－57.3 小不低于90°。 a=175° 基准宽度制窄V带，根据带单根V带额定功率P1 kW 型、dd1、n1及i由文献［4］中表13-1-19选取，取1满足要求 特定条件：i＝1，1＝2＝180，特定基准长度，平稳载荷 P1＝10.04 基准宽度制V带根数的计算公式： V带根数 K—包角修正系数，按文献［4］中表13-1-21查得K＝0.99 Pd=5.8 z=P1KKL取z＝6 基准宽度制V带张紧力计算公式： K—带长修正系数，按文献［4］中13-1-22查得K＝0.90 m—V带单位长度质量，查文献［4］中表13-1-23得 m ＝0.20kg/m 单根V带初预紧力F0 N F0＝500（P2.5－1）d+mv2KzF0＝538.7 作用在轴上的力F F＝2F0zsinN 122＝3229.1 ＝4843.7 Fmax—考虑新带的初张紧力为正常张紧力的1.5倍 Fmax＝3F0zsin1 13 郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计 7 经济分析与资源分析 机械产品的重要指标之一是经济性，从产品设计到产品制造，应该始终执行经济性原则，在满足零件使用需求的基础下，从以下几个方面体现了本设计的经济性： （1）震动桩锤在建筑施工中主要用来完成基础的夯实及沉、拔桩等工程任务，它需要比较高的震动频率及较大的激震力。因此，桩锤的主要组成零、部件都需要比较高的抗震能力。 （2）在材料选择方面，本设计经济性主要表现在减震弹簧、激震器箱体、齿轮和传动轴的材料的选择上。由于需要抗震能力好的零件，因此这些零件的材料的选择在满足使用条件的基础下，都需要思考材料的抗震性能，从这点来看，产品的造价将会有所提高。但是，从使用方面思考，材料的抗震性能优异可以降低零件的更换频率，减少零件的损耗率，所以该震动桩锤在生产时应选取抗震性能较好的零件材料。 14 郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计 结论 DZ系统震动锤是我国吸取国内外的先进技术经验后设计的，具有沉桩质量好、灌入力强、坚实耐用、故障少、电源适应强、使用维修方便、噪声低等优点；主要用于有动力电源的各建筑工地及港口、桥梁、高层建筑、地下铁道等桩基施工工程。它广泛适用于丘陵、平原、湖泊地区和干填土、池塘淤泥层和多种松土基础用袋装沙井、塑料纸板等方面，它具有结构紧凑、噪音低、效率高、无污染等优点。与桩架配套后，可沉混凝土扩底桩、混凝土灌注桩、砂桩、石灰桩、碎石桩等；配上夹桩器后，可沉拔混凝土预制桩及各种钢桩。目前它是建筑、桥梁、机场、公路等基础施工的理想机械设备。 本次设计的是DZ60震动打桩锤，它是DZ系列震动桩锤中较典型的一种，电动机功率比较合适，激震力也不是很大，通过对DZ60震动打桩锤的设计可以比较全面地了解桩工机械的参数选择方法和设计方法，对桩工机械的性能及其在工程中的使用有了更新的认识。 15 郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计 致谢 经过紧张忙碌的几个月，终于完成了毕业设计。这是我们最后一次在学校里的学习任务，学习的过程是辛苦的，它像带刺的玫瑰，而我们的芳香是那些无怨无悔的辛勤园丁们传授给我们的，在这即将离校的日子，在我们把收获果实装上行囊要带走的离别时刻，我们最应该做的就是向教育过我们的恩师们说一声“谢谢，谢谢您们的教导”。 此次毕业设计主要感谢指导老师张千以及各位机制教研室老师的大力支持和帮助。在此，在本次论文全套图纸和论文咨询企鹅壹叁叁肆零玖伍捌伍肆的写作过程中得到许多同学的帮助，同时也向我提出了许多的宝贵意见，在此也表示衷心的感谢。我向您们表示衷心的感谢。经过了数月紧张而有序的认真设计，我顺利完成了“DZ60震动打桩锤”这个题目的毕业设计，圆满地完成了预定目标。在这个过程中我苦恼过设计任务的沉重，兴奋于收获的点点滴滴，我将沿着此样的道路前行，不畏险阻，用我最大的精力去换取成功，为母校争光！ 目前国内关于震动桩锤设计及制造方面的书籍不是很多，在期刊等学术交流刊物上面刊登的学术性论文有一些，但是比较完善地介绍震动打桩锤计算方面的比较少，本次文章的书写及计算项目的设计都是参考其它机械产品的内容来进行的，由于编者水平有限，疏漏之处很难避免，诚恳希望广大读者批评指正和共同探讨。 16 郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计 参考文献 1 机械手册编委会编著.机械设计手册[M].第5卷.第3版.机械工业出版社，2004 2 机械手册编委会编著.机械设计手册[M].第1卷.第3版.机械工业出版社，2004 3 成大先主编.机械设计手册[M].第2卷.第四版.化学工业出版社,2002 4 成大先主编.机械设计手册[M].第3卷.第四版.化学工业出版社,2002 5 张英会,刘辉航,王德成主编.弹簧手册[M].机械工业出版社,1997 6 成大先主编.机械设计手册.单行本.机械制图·公差与配合.化学工业出版社,2004 7 成大先主编.机械设计手册.单行本.减（变）速器·电机与电器.化学工业出版社,2004 8 闻邦椿,刘树英,何京力著.震动机械的理论与动态设计方法.机械工业出版社,2001 9机械工程手册,电机工程手册编辑委员会编.机械工程手册.专用机械卷.机械工业出版社,1997 10 濮良贵,纪名刚主编.机械设计[M].第7版.高等教育出版社,2001 11 王焕庭,徐善国主编.机械工程材料[M].第三版.大连理工大学出版社,1998 12 周广林主编.机械工程基础[M].上册.黑龙江人民出版社,2000 13 周广林主编.机械工程基础[M].中册.黑龙江人民出版社,2000 14 胡小江.新型液压打桩锤研究[J].西安建筑科技大学,2004 15 查德根等.液压打桩锤德液压回路[J].建设机械技术与管理,2002年02期 16 朱善君等.可编程序控制系统.北京:清华大学出版社,1994 17 孙桓,陈作模.机械原理.第5版.北京:高等教育出版社,1996 18 Mattnies,Hans Jurgen.Einfuhrung in die plhydralik.Stuttgert,B.G.Toubner,1984 19 梁景凯,盖玉先.机电一体化技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2012.1 20 濮良贵,纪名刚.机械设计[M].第8版.北京:高等教育出版社,2006.5 21 刘延俊.液压与气压传动[M].第1版.北京:清华大学出版社,2012.12 22 刘鸿文.材料力学[M].第4版.北京:高等教育出版社,2004.5 23 黄大宇,梅瑛.机械设计课程设计[M].吉林:吉林大学出版社,2006.12 17 郑州雨辰学院（论文） DZ60震动打桩锤的设计 24 许福玲,陈尧明.液压与气压传动.北京:机械工业出版社,2000.5 25 蔡春源.简明机械零件手册[M].北京:冶金工业出版社,1996.3 18 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容