【正文】 c）而最后的 FG 段是應(yīng)該與混凝土輸送管道配合的， 需要相當(dāng)精密的密封和配合 ，這樣才能 既 達(dá)成 配合 大眾化 的 泵送機(jī) ， 也 才具有實(shí)用性，所以其直徑選取d=200mm，其長度不應(yīng)太短，否則不能 達(dá)到 有效的配合，選取長度為 l=80mm。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設(shè)計(jì)成階梯軸。 。 減速 器齒輪傳動設(shè)計(jì) 計(jì)算 齒輪傳動原理 雙驅(qū)式一級圓柱直齒輪減速箱傳動系統(tǒng)由 兩個液壓傳動裝置驅(qū)動小齒輪軸 ,帶動中間大齒輪軸轉(zhuǎn)動 ,從而在通過聯(lián)軸器帶動中空輸出軸的部件轉(zhuǎn)動 ,進(jìn)而帶動鉆具進(jìn)行工作。該閥不僅能實(shí)現(xiàn)普通液壓閥的各種要求，而且具有以下顯著特點(diǎn)： 1）通流面積大、內(nèi)阻小，適應(yīng)大流量 X— 先導(dǎo)油口， A、 B— 調(diào) 口 圖 2— 5 插裝閥 中南大學(xué)本科生論文 19 工作； 2）閥芯動作靈敏，響應(yīng)快； 3）閥口采用錐面密封，密封性能好，泄露小； 4）結(jié)構(gòu)簡單，相對其他易于制作，且工作可靠，標(biāo)準(zhǔn)化程度高； 5）便于液壓系統(tǒng)集成，可以減少管路連接。 溢流閥的調(diào)壓范圍可通過更換調(diào)壓彈簧改變，但所用的彈簧的設(shè)定壓力可能改變啟閉特性。通過上述參數(shù)對比與系統(tǒng)計(jì)算的參數(shù)對比，可知其 公稱壓力和流量都符合系統(tǒng)壓力和流量的要求的需求，所以四個單向閥 的 選 型 是 合理的。 二、 單向閥的選型 單向閥的開啟壓力取決于內(nèi)裝彈簧的剛度。尤其在液壓回路中，壓力損失對液壓系統(tǒng)的回路效率有很大影響，所以確定閥的通徑時不僅考慮換向閥本身，而且 要綜合考慮回路中所有閥的壓力損失、油路塊的內(nèi)部阻力和管路阻力等。 最大轉(zhuǎn)速 =24 r/min 時，且在全功率輸出狀態(tài)下的輸出扭矩和泵出口壓力值求取。 液壓泵的輸出流量應(yīng)包括執(zhí)行元件所需流量（有多個執(zhí)行元件時求出其總流量）、溢流閥的最小溢流量、各元件的泄漏量的總和，根據(jù)上述給定設(shè)計(jì)參數(shù)動力頭最大工作扭矩不小于 45 KN 中南大學(xué)本科生論文 14 二、 液壓泵的計(jì)算及選型 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力源， 其作用是將 原動機(jī) 的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油 泵 ，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力 。 小齒輪設(shè)計(jì)為 26 個齒，為了使各相嚙合對磨損均勻，傳動平穩(wěn)， Z2與 Z1 一般應(yīng)該互為質(zhì)數(shù)，所以大齒取 107。 決定采用 IY32250 型液壓傳動裝置作為 CFG250 長螺旋鉆機(jī)鉆進(jìn)系統(tǒng)液壓動力頭的驅(qū)動執(zhí)行元件。當(dāng)換向閥處于 W2 位的時候， Z2 和 Z4 號插裝閥的控制腔通入壓力油液，閥芯仍然關(guān)閉，而 Z1和 Z3 號插裝閥的控制腔通油箱，閥芯打開，主油路通流，液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)驅(qū)動鉆桿反轉(zhuǎn)。 在同時考慮到經(jīng)濟(jì)性和可靠性的要求，決定采用同意那個能輸出大扭矩的液壓傳動裝置，因?yàn)?對于液壓傳動裝置，國內(nèi) 的 制造工藝已非常成熟，可靠性和價格方面都比較令人滿意 ，所以采用液壓傳動裝置來當(dāng)執(zhí)行元件 。 而且減速比不能取得 太大，否則會 導(dǎo)致 減速機(jī)體積龐大， 且其 重量太重 ，從而不利于鉆進(jìn)過程的穩(wěn)定。 (3) 與恒流量系統(tǒng)相比，對于同等級機(jī)器來說，恒功率系統(tǒng)的裝機(jī)功率可以選得較小。 a）流量特性 b）功率特性 圖 22 定量泵特性曲線 在恒功率液壓系統(tǒng)中，恒功率變量泵的柱塞壓力和流量近似的按照恒功率關(guān)系變化，負(fù)載的變化引起的泵工況改變時不會影響原動機(jī)的工況，使原動機(jī)仍可高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠充分的發(fā)揮原動機(jī)的功率，并且提高了低負(fù)載時液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 速度。 本文的 主要工作內(nèi)容是 對于動力頭驅(qū)動方案進(jìn)行了系統(tǒng)型的分析對比 ，確定了液壓驅(qū)動動力頭的優(yōu)勢 。液壓驅(qū)動動力頭采用普通減速 裝置即可實(shí)現(xiàn)，不需要電機(jī)驅(qū)動動力頭所用的擁有專利技術(shù)的三環(huán)減速機(jī)，系統(tǒng)成本相對低廉。 而液壓驅(qū)動的動力頭 的 啟動扭矩達(dá) 到 額定扭矩的 85％～ 90％，比起電機(jī)驅(qū)動動力頭顯然更加強(qiáng)勁 。由于液壓傳動的突出優(yōu)點(diǎn)，在各種機(jī)械上得到了廣泛的應(yīng)用。 4） 電機(jī)驅(qū)動對地層條件的適應(yīng)能力差。電機(jī)驅(qū)動一般只有一個鉆進(jìn)速度，而對于在淺土層和易鉆土層中，所用扭矩較小而輸出轉(zhuǎn)速不能改變，從而能耗高浪費(fèi)大。 目前我國和日本的長螺旋鉆孔機(jī)幾乎 全部使用電機(jī)驅(qū)動動力頭，需要工地提供電源。 5）以較小的投入 即可達(dá)到理想的加固效果，成本低、效益高。 可滿足公路、中南大學(xué)本科生論文 4 鐵路、工業(yè)與民用建筑、海港碼頭、堤壩防滲等基礎(chǔ)施工的需要。 長螺旋鉆機(jī) CFG 樁工法及其 特點(diǎn) CFG 工法的簡介 CFG 樁工方法是水泥、粉煤灰、碎石樁施工方法的英文縮寫。因此即使施工場地處于鬧市區(qū)內(nèi)，對居民正常生活亦無干擾。鉆頭上有切削刃，依靠鉆具自重 (或加壓 )插入土壤中，依靠驅(qū)動裝置產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)作用切削土壤。 送鉆系統(tǒng)主要控制鉆具進(jìn)刀量和孔底鉆壓。立柱兩側(cè)配有圓形或方形滑道作為動力頭、鉆桿上下運(yùn)動的導(dǎo)向和抗扭。樁架采用液壓步履式底盤，自動化程度高，可自行行走及 360 度回轉(zhuǎn)，設(shè)有四條液壓支腿及一條行走油缸以輔助行走及回轉(zhuǎn)同時增加施工 時的整機(jī)穩(wěn)定性，可整機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。通過設(shè)計(jì)參數(shù)的確定之后，對其液壓系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，對其動力頭減速器進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘 要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作 者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。主要對減速箱的齒輪傳動和 輸出 軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。立柱為可折疊式箱型立柱，法蘭連接方式，立柱采用兩塊高厚度蒙板并且用大型折彎機(jī)折彎技術(shù)，經(jīng)兩道焊縫焊接而成同時立柱內(nèi)部每隔 60cm 加焊四根加強(qiáng)筋固定，增加立柱抗扭抗彎性。此種鉆機(jī)配備的箱形可折疊式立柱利用液壓缸進(jìn)行起降，方便快捷，運(yùn)輸時也不需拆卸。主要包括操縱控制系統(tǒng)、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)和滑輪組等。被切削下來的泥土沿螺旋鉆桿葉片在離心力、摩擦力和各種阻力作用下上升，排到地面上，從而使鉆具不斷向下移動，完成鉆進(jìn) 過程 [1]。由于施工速度快，作業(yè)人員少，所以其施工成本較其他成孔方法低。 樁具有碎石樁對地基的置換作用，其強(qiáng)度較高，能有效將地荷載傳遞到深處土層，確保對地基的加 固作用。 更加 具有 成樁速度快、成樁質(zhì)量可靠 、成孔垂直度高等技術(shù)特性。 6）施工簡便、可操作性強(qiáng)，施工質(zhì)量能夠很好的控制，滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。而歐美等國家的長螺旋鉆孔機(jī)動力頭多用液壓馬達(dá)驅(qū)動，液壓動力源由樁架底盤的發(fā)動機(jī)提供。在深土層時，所用扭矩大而還是保持輸出轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，很容易卡鉆，對機(jī)器損害大。由于電機(jī)驅(qū)動調(diào)速不便，使其對于施工工地的地質(zhì)條件適應(yīng)性差。液壓馬達(dá)調(diào)速方便，自重也輕。 3）、液壓驅(qū)動啟動時對電網(wǎng)的沖擊小。 7）、向大功率發(fā)展更加方便。因此，本文著重對于液壓驅(qū)動動力頭方案進(jìn)行了分析計(jì)算 。 因此，恒功率泵配備較小的原動機(jī)也可同樣的得到最大流量和最高壓力，只是壓力和流量的最大值不是同時出項(xiàng)的。 經(jīng)過以上兩種液壓系統(tǒng)動力元件的 流量和功率特性的 分析對比，可知在鉆機(jī)的動力頭液 壓系統(tǒng)中，采用恒功率 的壓力補(bǔ)償 變量泵為動力元件具有更大的優(yōu)勢。其減速比初步定 在6 以下。 液壓動力頭 總體 控制方案的設(shè)計(jì) 由于本系統(tǒng)主油路流量較大，壓力較高，使用 換向閥直接控制會造成較大的壓力損失。這樣通過先導(dǎo)換向閥 W 的先導(dǎo)控制插裝閥 Z實(shí)現(xiàn)對液壓馬達(dá) M 的正反轉(zhuǎn)控制。 要保證動力頭最大工作扭矩不小于 45 KN 則實(shí)際減速比為： 21107i= 1 626ZZ ? ? ? 其基本符合低速大扭矩液壓傳動裝置的需求。要選用能適應(yīng)執(zhí)行元件所要求的壓力發(fā)生回路的泵，同時要充分考慮 的因素有工作壓力、流量、轉(zhuǎn)速、定量或變量、變量方式、容積效率、總效率、壽命、原動機(jī)的種類、噪聲、自吸能力等，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、維修性。 m，鉆孔最高鉆速為 25 r/min， 鉆孔最低鉆速不低于 18 r/min， 確定所設(shè)計(jì)的液壓驅(qū)動動力頭液壓系 統(tǒng)的泵 的 型號選擇為： 4臺 80YCYl4IB 壓力補(bǔ)償變量泵 ； 80YCYl4— 1B 壓力補(bǔ)償變量泵的主要參數(shù)見表23。 鉆桿輸出總功率： c z p v m v p j m j x j= = 1 2 0 k W 0 . 9 6 0 . 9 8 0 . 9 7 5 0 . 9 7 5 0 . 8 9 0 . 9 8 = 9 2 k WNN ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 鉆桿輸出扭矩： cm i nm a x2 0 2 0 9 2= = 3 6 .6n 3 .1 4 2 4 r / m inN k WT k N m? ?? ?? 液壓傳動裝置的輸出扭矩： m in 1000 45612 2 jT N mT N mi ? ??? ? ? ?? ? ? ? 此時的馬達(dá)進(jìn)出口壓差： m 4521p 1 8 1 8 1 4 . 65562mmeT N mM P a M P a M P aT N m?? ? ? ? ? ?? 從而得到這種狀態(tài)下泵組的出口壓力： m i n mp 1 . 5 1 4 . 6 1 . 5 1 6 . 1p M P a M P a? ? ? ? ? ? 此時的泵組最大流量的實(shí)際值為： m i n m a xm a xm i n2 2 3 . 1 4 3 6 . 6 2 4 3 4 2 . 6 / m in1 6 . 1TnQLp?? ? ? ? ? ?? ? ? 此即為系統(tǒng)實(shí)際最大流量值。換向閥的中位滑閥機(jī)能關(guān)系到執(zhí)行元件停止?fàn)顟B(tài)下位置保持的安全性，必須考慮內(nèi)泄漏和背壓情中南大學(xué)本科生論文 17 況，從回路上充分論證。一般來說為減小流動力可使用開啟壓力低的單向閥。 三、 溢流閥的選型 溢流閥有直動式和先導(dǎo)式。 控制閥的流量一般要選得比實(shí)際通過的流量大一些，必要時也允許有 20%以內(nèi)的短時間過流量。 此液壓系統(tǒng)中， 根據(jù)系統(tǒng)最大工作壓力 選擇 插裝閥為榆次油研 LD32型插裝閥。圖 32 所示 ,此為液壓動力頭傳動簡圖 .其中液壓傳動裝置（ 1）， 通過 法蘭 （ 2）帶動減速箱（ 3）內(nèi)的小齒輪（ 4）轉(zhuǎn)動，再通過齒輪傳動帶動大齒輪（ 5）轉(zhuǎn)動；而大齒輪通過 法蘭盤固定 連接 鉆桿（ 6），從而 帶動 鉆桿 轉(zhuǎn)動 進(jìn)行鉆進(jìn)工作 ，從而達(dá)到工作 的要求 。 (3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)為 。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是合理確定階梯軸的形狀和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 d） 最后， AB段是用來與鉆桿相連接的，其直徑也應(yīng)該選用標(biāo)準(zhǔn)值，只有這樣才能與標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿聯(lián)接，所以其直徑選用 d=200 mm，而其長度則要保證與鉆桿聯(lián)接 緊密的 需求。所以 CD 和 EF 段的直徑選用 d=240mm，其中 CD 段的長度應(yīng)該考慮到軸承和箱體配合尺寸，所以其軸承定位的套筒 6 和套筒 8的 尺寸尤為重要，綜合考慮選取長度 l=380mm，而 EF 段也有類似的問題，都要考慮到安裝尺寸，所以 EF段選取長度 l=100mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在初算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 (2) 由課本圖表查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 。 1— 液壓傳動裝置， 2— 小齒輪軸， 3— 小齒輪軸透蓋， 4— 大齒輪， 8— 鍵 6— 輸出軸， 7— 箱蓋， 9— 法蘭盤， 10— 箱體 圖 31 液壓動力頭 總體 結(jié)構(gòu)簡圖 中南大學(xué)本科生論文 21 1— 液壓傳動裝置， 2— 法蘭盤， 3— 減速箱箱體 4— 小齒輪軸， 5— 大齒輪， 6— 鉆桿 圖 32 液壓動力頭齒輪傳動簡圖 其工作原理是： 由兩臺對稱布置的液壓傳動裝置 1 通過與兩個小齒輪軸 2軸端花鍵連接 驅(qū)動 兩個小齒輪轉(zhuǎn)；小齒輪軸 2 通過齒輪傳動 帶動中 間 的大齒輪 4轉(zhuǎn)動；大齒輪 4 通過鍵 5 與中間的軸 6 固定帶動軸轉(zhuǎn)動；而軸 6 通過鍵與法蘭 盤9