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（终稿）SWE85挖掘机夹桩压桩机构设计（全套完整有CAD）

外半环连接.内半环连接.拉杆连接.焊接.钢丝连接。比较以上结构，我选择内螺纹连接结构选材由于缸筒底部需与缸底焊接，故选用具有良好焊接性能的号钢，缸筒经过机械预加工好后，再调质。号钢的性能如下表表号钢的性能无缝钢管材料钢缸筒计算.缸筒壁厚为缸筒材料强度要求的最小值，缸筒外径公差余量，腐蚀余量，式中为安全系数，取抗拉强度可由表查得。当.时，可用薄壁缸筒的实用计算公式当时，可用实用公式当.时综上所述，取，则有缸筒外径等于。.缸筒底部厚度缸筒底部为平面时，其厚度可以按照四周嵌住的圆盘强度公式进行近似的计算取。.缸筒与螺纹连接部分校核图螺纹连接如图，已知缸筒顶部承受的最大推力螺纹处的拉应力其中拧紧螺纹的系数，取.将已知条件代入公式计算得。螺纹处的剪应力式中螺纹连接的摩擦系数平均取求得合成应力式中由公式计算得。显然，螺纹连接处的强度符合要求。.缸筒与缸底焊接部分的校核图是焊接连接的缸筒，及其部分尺寸，图是缸筒的三维外形图，缸底和缸筒的具体尺寸可以参考附带的图纸。缸筒与端部用焊接连接时，如下图，其焊缝应力计算如下式中缸内最大推力，缸筒外径，焊接底径，η焊接效率，取η.材料地抗拉强度，安全系数，取。其中将以上的代入公式得.，符合强度要求。图焊接连接的缸筒图焊接缸筒的外形活塞的设计.活塞的结构和密封型式由于液压缸内的油压很高，根据密封件设计手册，我选择整体活塞，唇形密封型式。.活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接选用螺母型。.活塞材料的选择选用优质碳素钢号钢，调质到。.活塞的尺寸及加工误差活塞厚度般为活塞外径的倍。考虑到密封件的形式数量和安装导向环的尺寸，最终确定活塞的厚度为。活塞内外径的确定，如图，左下端的端面与活塞杆的轴肩相接触，即活塞的左端采用轴肩定位，轴肩的高度.，活塞的杆径，取。是在安装座整体焊接好后，再在镗床上镗出来的。安装座上部的两个孔的中心位置在设计夹杆的底部铰接位置时就已经确定。安装座底部的孔的位置，在图纸上有详细的标注。在设计安装座时，我曾经想在底架上把板块块地焊接上去，后来老师指导，经过几次修改，最后把安装座设计成图.的形式。图安装底座转接头的设计转接头起着连接挖掘机机斗杆和夹桩压桩机构的作用，本来我想把工作装置和转接头作为体，但为了适用不同的挖掘机，提高适用性。根据型挖掘机的斗杆的尺寸，我设计了如图的接头，为焊接结构，具体技术要求在附图纸中，通过销轴连接挖掘机斗杆，其与转动接头由六个的螺栓连接。图转接头转动接头的设计转动接头的主要设计要点是销轴的设计及转动油缸的安装位置，由前面的设计知下底座能绕销轴转动度，经过计算，转动油缸的安装位置确定为如图的形式，具体尺寸见附图纸中，图上接头夹桩爪的设计夹桩爪的结构设计重点是保证夹持强度的保证，且保持整个夹桩爪重量轻，所以我设计如图的结构，两个夹杆成对称分布圆形爪的两侧，在不影响强度的前提下，中间去掉部分，确定如下结构。图夹桩爪.各部件体积质量等的计算各部件的体积质量等都是用计算出来的其具体流程图图部件计算流程图经过以上运算后得就可以得到各个部件的体积和质量，具体见附图纸。.销轴的挤压与剪切强度校核在夹桩器中有两种销轴，它们的材料都是样的，都是，只是长度不同。和活塞杆铰接的销轴的公称长度为，夹杆和底座耳环铰接的销轴的公称长度为。图是和活塞杆铰接的销轴的外形图，它的具体尺寸见销轴的平面图。图销轴.与活塞杆铰接的销轴的挤压与剪切强度校核挤压强度校核表示销轴的挤压应力，为销轴的许用挤压应力，表示挤压面上传递的挤压力，表示挤压面积。其中式中安全系数取.。式中如下图所示图销轴受力图由公式计算得剪切强度得校核表示销轴剪切应力，表示销轴的许用剪切应力，表示剪力，表示剪切面面积。其中式中安全系数将已知条件代入公式得综上有，该销轴满足挤压与剪切强度要求。由于油缸尾部铰接的销轴所受的力与差不多大假设不记摩擦力，则他们是大小相等的，而且其挤压面积比，剪切面积故这个销轴也满足挤压与剪切强度要求。.夹桩爪与底座铰接销轴的校核前面已经校核过个销轴，在这里就只写主要内容。其中，挤压强度校核式中，将已知代入公式得剪切强度得校核式中，将已知代入公式得综上有，该销轴满足挤压与剪切强度要求。.接头与转动接头铰接销轴的校核同理，按前面校核销轴的方法校核，这里只写计算结果。其中，。可用于打桩，也可用于拔桩。侧夹紧的打桩方法能够提高系统的适应性，比常规的打桩技术能显著提高生产效率。第二章夹桩压桩机构的设计.夹桩压桩机构设计方案的比较与确定个成熟的方案是通过几种较好的设计方案比较得出的。首先，我将介绍几种夹桩压桩机构的设计方案。方案图.和图.夹桩压桩装置由夹桩爪夹桩油缸等结构组成。它的工作原理是，液压油从下油口进入夹桩油缸，活塞杆伸出，整个油缸将绕着其尾部耳环旋转，与此同时，夹桩爪绕着其底部铰接处旋转，这两个动作同时进行，直到夹桩爪夹牢桩为止。图夹桩压桩装置图安装示意图方案二图.是夹桩压桩机构的工作原理图。全液压夹桩压桩机构总体上可以分为底座和工作装置。又可具体分为.夹桩架.夹装爪.底架.夹桩油缸等部分组成。该夹桩压桩装置可以卸下桩和夹紧桩。夹桩时，先把桩放入夹桩架中间，然后个夹桩油缸伸出，直至夹紧桩，然后挖掘机动臂移动至工作点，利用挖掘机斗杆挖斗油缸力进行压桩。卸桩时夹桩油缸收回，松开桩，再移动挖掘机动臂，使整体装置移动至合适位置，再进行工作，直至完成次压桩。图手动夹桩装置示意图方案三图和图两图是我设计时所参考的对象，至于我为什么选择此种方案，我将在下节中具体说明。在底架的下方有个油缸用来夹持桩，它是双作用推力液压油缸。油缸的两头通过销和底架两边的抓铰接如图，夹桩时，活塞杆伸出，缸筒向右偏移，夹抓的底部撑开，绕着夹杆中部旋转，直到夹紧桩。压桩时，利用挖掘机斗杆挖斗油缸力进行压桩。图夹桩压桩装置示意图图夹桩压桩装置三维效果图.夹桩压桩机构方案的确定这三种方案各有长短。方案，该卸杆器的结构简单易懂，所占空间较小。多处采用焊接结构，制造简单。钻架装有两个夹杆缸，夹杆和夹杆爪通过结构强度高的圆柱头内六角螺钉连接，底座是个对称的焊接板结构。其缺点是张开角度较小，夹桩较小，不适用大型挖掘机上，不能提供很大的夹桩力。方案二是种全液压型的夹桩压桩机构。除了两个个夹桩油缸外，它还含有个卸杆油缸。油缸作用的夹持力大，油缸多，钻杆的受力不均匀，容易使桩发生形变，产生破损，而且在安装时较麻烦，需要准确的调整好各个油缸的行程，其结构较为复杂，难以加工及维修。方案三，从总体来讲，这种夹桩压桩方式所占体积小，结构紧凑，重量小，能提供大的夹紧力。.挖掘机的发展趋势从世纪年代到本世纪初，中外挖掘机产品技术已从个成熟期走到了现代化时期伴随着场新的技术革命，挖掘机的综合技术水平跃上了个新的台阶。电子技术微电脑传感器电液伺服与控制系统集成化改造了传统的挖掘机，计算机辅助设计辅助制造及辅助管理装备了挖掘机制造业，网络技术也装备了挖掘机机械的销售与信息传递系统，从而让人们看到了个全新的挖掘机械行业。新的挖掘机在工作效率作业质量环境保护操作性能及自动化程度诸多方面都是以往所不可比拟的，并且在向着进步的智能化和机器人化方向迈进。技术功能创新机多用与简化操作通过快速换装不同的工作装置以完成挖装填夯抓刨吊钻剪等多种作业，现在挖掘机上可配备的各种工作装置超过种。在功能多样化的同时世纪年代以来，世界上许多大的挖掘机制造公司都投入很大的人力和资金促进现代设计方法学的研究和应用。人机工程学是“以人为本”的设计思想，注重机器与人的相互协调，提高人机安全性驾驶舒适性，方便于司机操作和技术保养，这样既改善了司机的工作条件，又提高了生产效率。外观造型创新工业设计与环境协调现代科学技术的高速发展，推动着社会的进步，给人类带来了高度的物质文明与精神文明。工业设计即是工业产品的造型设计，也称其为产品的艺术造型。机械产品的艺术造型应能体现其功能的合理性及外在质量的统性，还应体现出产品的技术先进性和符合时代感的审美要求。挖掘机的造型设计可以使机器的形态与其结构功能及使用要求相统，并与人的生理及心理相协调。这种造型设计应包括各部的比例得当，形体流畅色彩协调仪表布置美观以及便于直观操作和有醒目的商标符号。现在世界各大公司都非常重视产品的工业设计，并且出现了专门的研究和设计机构。设计方法创新电脑应用与模块设计现代设计方法与传统设计方法最大的不同是普及应用了电子计算机。以往种新型需要多次反复试制试验和修改才能定型，般需要几年的时间。在计算机上，新产品设计可采用三维数字化建模，利用专业软件进行基础零部件优化选择与分析计算，直到生成工程图和进行三维虚拟装配及模拟试验。现代设计方法包括的面很广，如相似设计模块化设计动态分析优化设计及人机工程与工业造型的应用等，体现在机器形体上最明显的是模块化设计。模块化设计包括了以往所说的部件化，通用化及设计过程中的软件模块化。部件化是将机器的每个部件都设计成结构完善的独立单元，简化相邻部件之间的连接，以便于安装与调整，便于存放与运输，便于维修与保养，而且也便于社会化生产。通用化是选用相应的部件单元做不同的连接拼装可组成不同技术性能的机器，这样可以增加部件的生产批量，从而降低整机的制造成本。设计软件的模块化大大加快了新产品的设计开发进度。控制方法创新电子控制与信息集成机器的大规模信息集成，诞生了机电信体化。以后，为了机械能够实现移动，将铁轨与枕木卷起来，形成无限轨道，即履带的出现，使挖掘机的通用性得到极大提高，自诞生以来的年当中直不断地在飞跃发展。年，美国利用自由建设非常景气的高潮，迎来了高速发展时期，也就是形成了建设施工机械发展的鼎盛时代，具有代表性的建设施工机械有推土机平地机轮式装载机自卸汽车以及铲运机等。当时由于大部分建筑为平面施工，底层建筑，因此在这期间，挖掘机远远退出了建筑施工的主力机械的舞台。挖掘机发展缓慢的主要原因是由于当时世界上的液压技术比较落后。在进入世纪年代后，伴随着液压泵与阀的发展，液压传动技术得到了很快发展，逐渐成为成熟的传动技术挖掘机找到了适合它的传动方式，为其发展建立了强有力的技术支撑，液压挖掘机从到进行蜕皮，以不可挡之势高速发展起来。另外，由于当时建筑施工方式开始发生变化，由底层开始向高层建筑发展，城市建筑地增加松软土地的处理及由于施工环境的规范化等，给了挖掘机以施展才能机会。现在具有较长的臂和杆能装上各种各样工作装置的挖掘机，会行走能回转，可实现多自由度动作，既能切削高的垂直壁面，又可以挖掘深的基坑和沟是种万能型的工程机械，因此得到了迅速的发展。目前挖掘机已经成为工程机械中无可置疑的第主力机种，在世界工程机械市场已占据首位，并且仍在发展扩大。.挖掘机的主要结构及工作原理挖掘机械般由动力装置传动装置回转装置液压系统行走装置工作装置和电气控制等组成。根据其构造和用途可以分为履带式轮胎式步履式全液压半液压全回转非全回转通用型专用型铰接式伸缩臂式等多种类型。履带式行走装置由“四轮带”即驱动轮导向轮支重轮托轮以及履带张紧装置和缓冲弹簧行走机构行走架等组成。挖掘机运行时，驱动轮在履带的紧边驱动段及接地段产生个拉力，企图把履带从支重轮中拉出，由于支重轮下的履带与地面有足够的附着力，阻止履带