【正文】 T207000. 導(dǎo)向環(huán)厚度4mm, 導(dǎo)向環(huán)間隙20mm, 導(dǎo)向槽底徑d1=Φ692h8，單位mm，溝槽寬度L=250+，最大倒角rmax=.活塞軸肩寬度為7mm。 打擊墊改裝設(shè)計(jì)打擊墊設(shè)計(jì)參考長河機(jī)械ZCY70氮爆式液壓打樁錘設(shè)計(jì)，打擊墊做成階梯狀，一方面可以傳遞打擊能，另一方面活塞反彈時(shí)，防彈緩沖墊能夠緩解反彈力。材料選擇根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用ZG270500。為了安裝方便，端面鉆M16螺紋孔。根據(jù)GB/。整個(gè)零件重量m=1124Kg。 下機(jī)架改裝設(shè)計(jì)由于緩沖缸內(nèi)油液長期密封受壓會(huì)產(chǎn)生大量熱量，系統(tǒng)無法工作，所以每次打擊之后需要換油，油管需從下機(jī)架通過，以便連接緩沖油缸與外面的油箱。此處的改進(jìn)是在ZCY70液壓打樁錘下機(jī)架上開口，開口大小比油缸上的導(dǎo)向塊略寬。圖形見附錄三，下機(jī)架材料無特殊要求，材料采用常見的Q235。圖42 沖擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置錘體 下機(jī)架 橡膠擋板 4 、回彈緩沖墊 打擊墊壓板 內(nèi)六角螺釘 墊圈 打擊緩沖橡膠墊 打擊墊 活塞 1斯特封 1導(dǎo)向環(huán) 1緩沖油缸 14 油缸墊1樁帽總成 1下機(jī)架壓板 1螺栓 1螺母 1墊圈 樁帽壓板 2螺釘 2彈簧墊綜合以上設(shè)計(jì)計(jì)算，參考ZCY70液壓打樁錘，設(shè)計(jì)出液壓打樁錘沖擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置，如圖42所示，具體CAD零件圖見附錄三。本裝置的設(shè)計(jì)與原設(shè)計(jì)不同之處在于，本裝置采用液壓油代替原本的橡膠墊緩沖墊。整個(gè)裝置的核心部分為緩沖油缸與活塞，油缸中的油液承壓面積恒定，改變液柱高度可以改變油液密封受壓的等效剛度。本設(shè)計(jì)采用的方法即使通過改變液柱高度得到不同墊層剛度，以達(dá)到不同樁在打樁錘擊系統(tǒng)中的最佳匹配剛度。 換油油路設(shè)計(jì)因液壓油密封受壓時(shí)，油液發(fā)熱嚴(yán)重。液壓油比熱容C=(KgoC)，密度900Kg/m3，工作時(shí)油缸內(nèi)油液體積計(jì)算得V=，取沖擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置的效率為98%，每次打擊有2%的能量裝換為熱能，一次打擊產(chǎn)生的打擊能有105KJ。計(jì)算油液密封受壓時(shí)的油溫升Cm?T=1052% （411）代入數(shù)據(jù)，計(jì)算的每秒鐘油溫升高?T=176。C，取初始溫度T0=20176。C，計(jì)算得，1小時(shí)后，176。C，顯然溫度過高，所以必須采用換油油路。油路設(shè)計(jì)如圖43所示，正常工作下泵不間斷供油。進(jìn)油路采用單向節(jié)流閥，出油路接通單向閥，油缸進(jìn)油快，出油慢。樁錘下打時(shí)兩節(jié)流閥堵住油路，油液相當(dāng)于密封受壓；樁錘上升時(shí)，油液從單向閥3快速進(jìn)油，補(bǔ)充缸內(nèi)油液。圖 43 換油油路圖1 齒輪泵 2 溢流閥 3 單向閥 4 節(jié)流閥 5 過濾器 6 散熱器 7 油箱，，系統(tǒng)壓力21MPa，根據(jù)以上條件，選擇泵公稱壓力25MPa。選用齒輪泵CBY，排量70mL/r，額定壓力20MPa，最高壓力25MPa，電機(jī)轉(zhuǎn)速3000r/min，泵供油流量QN =210L/min，廠家長江液壓件廠。計(jì)算泵的驅(qū)動(dòng)功率PP=ψPNQN 103ηpKW （412）式中： PN——液壓泵的額定壓力，單位Pa QN ——液壓泵的額定流量，單位m3/s ψ——轉(zhuǎn)換系數(shù)：ψ=PmaxPN Pmax——液壓泵實(shí)際使用的最大工作壓力，單位Pa在式（412）中代入數(shù)據(jù)，計(jì)算泵的驅(qū)動(dòng)功率為P=77KW，根據(jù)轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)功率選擇電機(jī)型號(hào)為Y200L22，額定功率37KW，選用兩個(gè)電機(jī)。根據(jù)泵提供的流量QN ，計(jì)算系統(tǒng)流量Qs ，取油路泄露系數(shù)k=QN =kQs （413）根據(jù)式（413）求得系統(tǒng)流量Qs =191L/min油路中的溢流閥2，在系統(tǒng)壓力過高時(shí)溢流卸荷，保護(hù)系統(tǒng)中的液壓元件不受破壞。~，取25MPa。型號(hào)選用DB10A150/250，流量250L/min，廠家北京華德液壓集團(tuán)液壓閥分公司。單向閥3，根據(jù)系統(tǒng)壓力與流量，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用型號(hào)CIT10※50，額定流量230L/min，最高使用壓力25Mpa，，廠家榆次油研液壓公司。節(jié)流閥4，型號(hào)SRT10，額定流量230L/min，最小穩(wěn)定流量23L/min，最高工作壓力25MPa，廠家榆次油研液壓公司。過濾器5，根據(jù)成大先主編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷表178126，確定油路過濾精度40~60μm，選用型號(hào)XUA200X30FS，額定流量200L/min，過濾精度40μm，廠家沈陽濾油器廠。散熱器6，根據(jù)表178121，型號(hào)FL4，換熱面積4m2，廠家營口液壓機(jī)械廠。油箱7，油箱與主油箱共用。 本章小結(jié)本章根據(jù)第3章的仿真結(jié)果，通過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上的相關(guān)要求，在ZCY70氮爆式液壓打樁錘基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)上做出改動(dòng)的部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了簡要分析，并根據(jù)不同的性能要求，對(duì)元件材料、型號(hào)進(jìn)行了選擇。中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第5章 成本核算與經(jīng)濟(jì)性分析第5章 成本核算與經(jīng)濟(jì)性分析 成本核算根據(jù)湖南長河機(jī)械有限公司相關(guān)元件的成本報(bào)價(jià)，以及相關(guān)元件的網(wǎng)絡(luò)報(bào)價(jià)，對(duì)沖擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行成本核算，列表如下，所設(shè)計(jì)元件中部分元件必須外購，部分元件通過外協(xié)與自制可完成。表51 外購件成本名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)(元)總價(jià)(元)備注回彈緩沖墊1橡膠 重35Kg 內(nèi)六角螺釘GB/T7001985 M12X3016墊圈GB/T931987 1216打擊緩沖橡膠墊1橡膠 重21Kg 斯特封GS5501470002500010000聚四氟乙烯+青銅丁晴橡膠導(dǎo)向環(huán)GT207000220004000填充聚四氟乙烯螺栓GB/T5782200012螺母GB/T41200012墊圈GB/T93198712螺釘GB/T8211988M12X458彈簧墊GB/T9319878根據(jù)表51，計(jì)算外購件總成本：M1=++++10000+4000+++++=14362元表52外協(xié)件成本名稱材料重量(Kg)數(shù)量包工包料機(jī)加(元/Kg)熱處理(元/Kg)運(yùn)輸費(fèi)(元/Kg)成本(元)緩沖活塞45110緩沖油缸ZG34CrNiMo120油缸墊45809110根據(jù)表52，計(jì)算外協(xié)件總成本：M2=++=53664元表53 自制件成本名稱材料重量(Kg)數(shù)量材料成本(元/Kg)原材料運(yùn)費(fèi)(元/Kg)加工費(fèi)(元/Kg)成本(元)備注下機(jī)架Q235A15焊接打擊墊壓板Q235A17015901焊接打擊墊ZG270500112414樁帽組件Q235A15焊接樁帽壓板Q235A15焊接根據(jù)表53，計(jì)算自制件總成本：M3=+901+++=20083元表54 液壓元件成本名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)（元）總價(jià)（元）生產(chǎn)廠備注電機(jī)Y200L22215003000昆明電機(jī)廠%齒輪泵CBY1300300長江壓件廠排量70mL/r溢流閥DB10A150/2501500500北京華德液壓集團(tuán)液壓閥分公司調(diào)定壓力25MPa單向閥CIT10※501200200榆次油研液壓公司節(jié)流閥SR T102300600榆次油研液壓公司過濾器XUA200X30FS1200200沈陽濾油器廠過濾精度40μm散熱器FL41300300營口液壓機(jī)械廠風(fēng)冷散熱根據(jù)表54，計(jì)算液壓件總成本：M4=3000+300+500+200+600+200+300=5100元加工總成本M5=M1+M2+M3+M4=14362+53664+20083+5100=93209元根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，所以計(jì)算其余成本有：水電費(fèi)，100~120元/噸凈重：100=；油漆成本費(fèi)（除銹+防銹底漆），35元/噸凈重：35=；裝配工資，100元/人天：裝配工作一人一天可裝完，取裝配工資100元；輔助工資，（焊接費(fèi)用+裝配費(fèi)用）25%~35%：（441+100）25%=，考慮到部分不可預(yù)計(jì)成本，得總成本:M=(93209+++100+)/=10475元 經(jīng)濟(jì)性分析，新設(shè)計(jì)總造價(jià)10475元。液壓打樁錘的整機(jī)價(jià)格約為100萬元，打樁錘部分造價(jià)約為50萬元，本設(shè)計(jì)造價(jià)約占打樁錘造價(jià)的20%，本裝置是液壓打樁錘的核心部件，又根據(jù)第3章仿真研究，墊層剛度可調(diào)的打樁錘擊系統(tǒng)的效率比墊層剛度固定的效率要高5%~30%，本設(shè)計(jì)與用橡膠墊作為沖擊能傳遞與調(diào)節(jié)介質(zhì)的一般液壓打樁錘相比，總造價(jià)并未高出多少，但是效率要高，所以本設(shè)計(jì)所花費(fèi)用較為合理。 本章小結(jié)本章對(duì)第4章的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用到的各個(gè)元件進(jìn)行列表統(tǒng)計(jì)，通過查閱相關(guān)工廠的產(chǎn)品資料，對(duì)各元件進(jìn)行價(jià)格核算。最后對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，證明設(shè)計(jì)較為合算。中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第6章 全文總結(jié)第6章 全文總結(jié)液壓打樁錘因具有噪聲小、打擊效率高、制造成本較低等優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的市場(chǎng)潛力，但由于國內(nèi)打樁錘市場(chǎng)基本上被國外產(chǎn)品壟斷，而由于國內(nèi)制造業(yè)起步晚，對(duì)其研究工作還處于起步階段，因此對(duì)打樁錘的各方面研究已成為民族樁工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。本文的主要研究工作與創(chuàng)新之處如下：首先，簡單介紹了液壓打樁錘的工作原理，從土層屬性，樁的材料屬性，打樁環(huán)境等方面對(duì)液壓打樁錘的工況進(jìn)行了分析，通過前人的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論，分析總結(jié)了打樁過程中常見的受打樁錘影響的質(zhì)量問題，通過分析液壓打樁錘的工況與常見質(zhì)量問題，確定了打擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置需要滿足的功能，確定研究方向?yàn)橐环N采用液壓油作為緩沖墊層，并且對(duì)樁錘反彈與空打能起到一定緩解作用的沖擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置。其次，通過前人的研究選定了一種液壓打樁錘的打樁錘擊模型，模型考慮了樁錘、錘墊、樁墊的共同作用，考慮了樁的粘性阻尼，與實(shí)際情況接近，模型較優(yōu)；運(yùn)用波動(dòng)力學(xué)理論，分析比較了樁錘與樁直接撞擊與間接撞擊的應(yīng)力波情況，間接撞擊最大撞擊力比直接撞擊小，有效撞擊時(shí)間比直接撞擊長，而且隨著墊層剛度增大，最大撞擊力增大，有效作用時(shí)間減?。粚?duì)打樁錘擊系統(tǒng)進(jìn)行波動(dòng)力學(xué)分析，根據(jù)樁在塑性介質(zhì)與彈性介質(zhì)下的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析，得出墊層的最佳匹配剛度，如表33所示，不同的樁的最佳匹配剛度不同；簡要分析了打樁錘的反彈現(xiàn)象，提出采用橡膠緩沖墊來緩解反彈力的措施；以湖南長河機(jī)械有限公司ZCY70氮爆式液壓打樁錘參數(shù)為仿真參數(shù)，對(duì)打樁錘沖擊模型進(jìn)行仿真研究，通過分析比較不同樁在同種墊層剛度下的打擊力、相同樁在不同墊層剛度下的打擊力、墊層剛度可調(diào)與墊層剛度固定的效率，最終確定了打不同樁對(duì)應(yīng)的最佳匹配剛度。最后，根據(jù)前面的計(jì)算與仿真結(jié)果，參考ZCY70氮爆式液壓打樁錘設(shè)計(jì)方案，以機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出一種以液壓油作為緩沖墊，對(duì)樁錘反彈能起到一定緩解作用的沖擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置，進(jìn)行了成本核算并繪制了CAD零件圖。本文的最大創(chuàng)新點(diǎn)在于使用液壓油作為打擊能傳遞與調(diào)節(jié)裝置的墊層，使得墊層剛度可調(diào)。液壓油在封閉狀態(tài)下受壓，可以看做彈簧，調(diào)節(jié)液壓油的承壓面積與液柱高度可以任意調(diào)節(jié)其等效剛度，容易實(shí)現(xiàn)墊層剛度的任意可調(diào)。本文對(duì)墊層剛度可調(diào)的研究處于初級(jí)階段，目前采用的方法是在打不同的樁時(shí)改變液柱高度，使墊層剛度達(dá)到樁所對(duì)應(yīng)的最佳匹配剛度之后開始打樁。然而，同一根樁在進(jìn)入不同的土層后，其最佳匹配剛度也會(huì)變動(dòng)，本文無法解決這種問題，有待以后進(jìn)一步研究。中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 致謝致謝首先感謝各位評(píng)委老師在百忙之中抽出時(shí)間評(píng)閱本論文。本文是在導(dǎo)師胡均平教授的悉心指導(dǎo)下完成的。感謝胡老師對(duì)本人本科畢業(yè)論文的指點(diǎn)，感謝老師對(duì)我們學(xué)習(xí)生活上的照顧，感謝老師給我們這次在工廠實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)。在湖南長河機(jī)械有限公司的這半年里，與老師近距離接觸的過程中，我們領(lǐng)會(huì)到了許多做人做事的道理。我一定努力學(xué)習(xí)認(rèn)真工作，重點(diǎn)培養(yǎng)歸納總結(jié)的能力與做事的能力，做一個(gè)優(yōu)秀的搞技術(shù)的人。同時(shí)感謝師兄劉成沛、劉武波，技術(shù)中心主任陳建軍對(duì)我們畢業(yè)論文的指導(dǎo)，提醒我們需要注意的相關(guān)事項(xiàng)；感謝李艷、陳?；?、唐丹青、程科、秦凱、謝鵡等湖南長河機(jī)械有限公司的同事們對(duì)我們生活上的照顧；感謝一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們，大家相互關(guān)心，相互幫助，一起度過了這愉快的大學(xué)最后時(shí)光。最后感謝家人在我求學(xué)生涯的物質(zhì)與精神的支持與關(guān)愛，感謝所有幫助過我的朋友們，在此祝福所有人身體健康，生活幸福！中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] Mohamad H. Hussein, G