静压桩机自行走机构设计

摘要当静压桩机压完一个钢筋混凝土桩后，需要移动到另一个位置继续压桩，由于施工现场地面凹凸不平、地质松软，常规的行走机构难以适应。步履行走机构地步面积较大、比压小，能有效的减少桩机的下陷所以静压桩机一般采用步履行走机构实现工作地点的移动。液压传动的特点是传动冲击小、运动非常平稳，便于实现桩机的启动、制动。因此，可用液压缸来实现桩机的移动。本文中桩机的行走机构由两个长船支撑板和两个短船支撑板组成，四个支撑板对称布置构成了桩机的底盘。长船和短船上分别有一个水平放置的液压缸来实现桩机的水平移动伸缩方向上的液压缸通过支撑架与驱动液压缸连接起来，桩机移动时，以长船为支撑驱动长船上的液压缸移动一个单位行程，然后短船着地以短船为支撑驱动短船上的液压缸移动一个单位，依次循环从而实现了桩机的移动。关键词：静压桩机；行走机构；长船；短船；液压缸32 / 37文档可自由编辑打印AbstractWhen static pressure pile machine reinforced concrete pile when you are finished, you need to move to another location to continue piling, ground due to the construction site of rugged, geology is soft, conventional travel agencies find it difficult to adapt. Walking system far larger, smaller than the pressure, can effectively reduce the pile machine , so static pile-pressing machine commonly used walk walking work locations agencies move. Hydraulic transmission with smooth transmission, easy to implement quick start, frequent braking and directional control, hydraulic cylinder to achieve the pile of available moves. Walking mechanism of pile in this article consists of two long boat support plate and consisting of two short boat support plates, four support plate symmetrical arrangement constitutes the machine chassis .Long ship and short ship Shang respectively has a level placed of hydraulic cylinder to achieved pile machine of level mobile vertical direction Shang of hydraulic cylinder through support rack and level hydraulic cylinder connection up, pile machine mobile Shi, to long ship for support drive long ship Shang of hydraulic cylinder mobile a units trip, then short ship with to short ship for support drive short ship Shang of hydraulic cylinder mobile a units, followed by cycle thereby achieved has pile machine of mobile.Keywords: static pressure pile machine mobile walking system目录摘要IAbstractII1绪论11.1压桩的必要性11.2静压桩机发展背景及意义11.3静压桩机行走机构的确定22伸缩液压缸的设计32.1长船对应伸缩液压缸的设计32.1.1 液压缸承受载荷的计算32.1.2 缸筒尺寸的确定32.1.3液压泵的选择62.1.4下端盖的设计62.1.5 活塞的设计72.1.6活塞杆的设计82.2短船对应伸缩液压缸的设计83.驱动液压缸的设计93.1液压缸承受负载的计算93.2液压缸尺寸的确定93.3 左右端盖的设计103.4活塞的设计123.5活塞杆的设计123.6密封圈的选择124运动机构的设计144.1支撑架的设计144.2轮轴的设计及强度校核144.3端盖的设计164.4轴承的选用164.5滚轮的设计175活塞杆末端连接的设计185.1连接板的设计185.2活塞杆末端连接螺栓强度校核185.3底板连接螺栓强度校核196底板的设计216.1 短船的设计216.2船、短船布局的确定23结论24致谢25参考文献261绪论1.1压桩的必要性良好的地基对于建筑物是十分重要的。地基坚固稳定，它上面的建筑物也就有了稳定牢固的前提。在地基的建设方面如果分析的不够全面，譬如有的部分地基深度挖的不够，管桩数量不够会造成地基的强度不够。在这种情况下，房屋造好后，地基强度不足的这部分在重压的作用下就会下沉的比其他部分多，因此会造成房屋的变形，严重的甚至会倒塌。所以，高层建筑的基础工程，地基处理变得越来越重要。它不仅保证了建立在这几十甚至几百层高和光滑层，也能抵抗风荷载和地震等突发因素的攻击。向地层中压入预制桩在基础施工中已经成为一种十分有效而且应用普遍的加固地基的方法。在压桩进行之前，建筑工程师们会利用钻探等手段对要施工建筑楼层的地方所在的地层进行了一番研究，建筑工程师们很清楚哪个深度有坚实的足以承受高楼重量的地层。通过桩机把许多根钢筋混凝土桩打入足以承受高楼重量的地层，就可以把高楼的重量通过钢筋混凝土桩传递到这坚固地层的桩基上，在这些打有钢筋混凝土桩的地表上建设高楼便非常稳固了。1.2静压桩机发展背景及意义随着中国经济的高速发展，中国的城市化进程也日新月异。作为城市的标志，高层建筑的建设是必不可少的。一方面，随着城市建设的不断完善，对市民对市区环境的要求也越来越高，传统的锤式打桩机噪音特别大对城市环境造成很大影响。另一方面，锤式打桩机打桩时振动比较大，对钢筋混凝土桩造成一定的损坏，影响打桩质量。静压桩机与传统的锤击式、灌注式的桩机施工设备相比具有的主要优点有以下几个方面：静压桩机施工时振动小、无噪声。这个特点使其可以24小时连续施工它的效率大大提高。缩短建设工期从而降低工程造价； 施工速度很快，同时场地整洁、施工文明程度高；由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深，基础开挖后的截桩量少； 施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。总之，静压桩机能适应未来建设施工的发展，是一种非常有开发潜力的基础建筑施工设备。静压桩机的工作过程是依靠桩机自身的重量将预制桩完全依靠静载平稳、安静地压入软弱地基，是一种新型的桩基础施工方法-静压桩工法。在沉桩过程中，桩尖直接使土体产生冲切破坏，桩周孔隙水受此冲切挤压作用形成不均匀水头，产生超孔隙水压力，扰动了土体结构，使桩周约一倍桩径范围内的一部分土体抗剪强度降低，发生严重软化（粘性土）或稠化（粉土、砂土），出现土体重塑现象，从而可容易地连续将静压桩送入很深的地基土层中。静压桩机施工时不仅具有无震动、低噪声、环境污染小的特点，而且它施工质量好、使用费用低，是基础施工的首选设备。当静压桩机压完一个钢筋混凝土桩后，需要移动到另一个位置继续压桩，由于施工现场地面凹凸不平、地质松软，常规的行走机构难以适应。步履行走机构地步面积较大、比压小，能有效的减少桩机的下陷所以静压桩机一般采用步履行走机构实现工作地点的移动。静压桩机设计还包括液压系统的设计方法及其配置，它直接影响整机的技术性能及节能效果。1.3静压桩机行走机构的确定传统的桩机行走机构采用机械式结构实现行走功能。这种桩机由两对齿轮在链条的驱动下沿齿条方向滚动。该桩机在行走过程中，噪音极大，能听到齿轮滚动时发出的巨大声响。桩机启动或制动时，整个机身振动较大运动不平稳。液压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术，它有着机械装置所不能比拟的许多优点。此处略举几例液压传动能实现机构的平稳工作且快速性好采用液压传动的机构调速范围大，能满足多种工况要求液压传动系统易于操作且可以实现过载保护，还能实现自动化和机电液整合液压系统设计制造和维修方便由于液压传动的突出优点以及施工场地恶劣的道路环境，拟采用双活塞杆液压缸来驱动桩机实现两个正交方向上的移动。此种行走机构由长船部分和短船部分构成，两部分在伸缩液压缸的控制下实现伸缩，在驱动液压缸的驱动下实现桩机的平移。长船与短船交替运行一次实现一个工作循环，在有序的循环作用下桩机便按照控制实现在泥泞场地上的移动了。2伸缩液压缸的设计2.1长船对应伸缩液压缸的设计2.1.1 液压缸承受载荷的计算设桩机总质量为，其中配重质量为，桩架为，质心沿中心平面分布。有 桩机外部支撑分布情况如图2-1图2-1 载荷分布建立坐标系根据平衡方程有： 式（2.1） 式（2.2）式中:，为桩机对四个支撑架的压力，为各力在直角坐标系中的坐标值现取（吨），；1.12（米）；0.45；为无关值.解上述方程得 1kN；39kN；2.1.2 缸筒尺寸的确定为了简单明了的说明伸缩液压缸的工作过程，现在将伸缩液压缸的动作名称简化处理如下表表2-1 简化名称执行的动作名称名称简化长船支架随纵向液压缸的活塞杆向下移动T1桩机机身以长船支架为支撑向上移动T2长船支架随纵向液压缸的活塞杆向上移动T3记四个伸缩液压缸的代号为记四个缸为a1,a2,a3,a4。现计算a1,a2,a3,a4四个液压缸在整个动作过程受的最大载荷。由于a1,a2缸受载大于a3,a4缸。现计算a1缸的最大载荷，整个动作过程T1、T3受力很小故不予计算，T1向T2过度所用时间t=0.8s,g=10，所受惯性力=ma=m=*=2.6kN 式（2.3）相关数据如下表2-2表2-2 执行动作的相关参数值执行的动作移动部分的速度名称移动部分的速度(m/s)负载计算公式负载值(kn)T1V10.1-T2V20.04F=F1+512.6T3V30.2表2-3 各类主机液压执行器常用的设计压力主机类型设计压力/MPa各种机床0.810农业机械 小型工程机械1016液压机 中型机械 起重运输机械2032航空器 地质机械 冶金机械 各类液压机具等约25取设计压力=20MPa,回油腔压力8 (-)=F 式（2.4）式中F液压缸所受的负载 -液压缸的效率，取=0.9 -无杆腔面积 有杆腔面积由于T1、T3两过程两过程的速度比=2,可查得液压缸的杆径比=0.71，已知 =, 式（2.5） =(-) 式（2.6）式中D-液压缸缸筒直径 d活塞杆直径经计算得 按GB/T2348-1993将所计算的D与d值分别圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封装置。圆整后得D=20cm d=14cm按标准直径计算出 =314.16=(-)=160.22根据液压缸的各阶段负载速度及液压缸的有效面积，可以计算出液压缸工作过程各阶段的压力流量和功率，计算时取各工作阶段的回油压力为8计算公式和计算结果列于下表2-4“”表示值很小，可以忽略不计表2-4 各动作相关参数值执行的动作计算公式负载进油压力回油压力所需流量输入功率T1q= v376.99-T2q= v512.618.6308150.8046.8T3q= v102.2608384.5314.5从表2-4中可以看出当执行T2动作时进油腔压力和输入功率均达到最大值，分别为=18.6 ，=46.8 需要按此参数来选用合适的液压泵伸缩液压缸缸筒的外观如图2-2所示图2-2 伸缩液压缸缸筒缸筒壁厚的强度校核已知： 式（2.7）式中：-缸筒所受的最大压力 -为缸筒实验压力已计算 有伸缩液压缸的端盖要求与缸筒焊接在一起，所以选定的缸筒材料应具有良好的焊接性能，现使用45钢通过冷拔制成无缝钢管。查阅书目45钢的许用应力=230MPa已知缸筒内径D=200mm选用薄壁缸筒 式（2.8）取2.1.3液压泵的选择从表格中可以看出当执行T2动作时进油腔压力和输入功率均达到最大值，分别为=18.6 ，=46.8 需要按此参数来选用合适的液压泵已知径向柱塞泵的最大功率为260KW 额定压力,可选用径向柱塞泵2.1.4下端盖的设计下端盖通过螺纹与缸筒连接，当液压缸驱动质量较大的部件时，为避免因动量大在行程终点产生活塞与端盖的撞击，影响工作精度或损坏液压缸，可在下端盖上制作一个凹腔，封闭在活塞与端盖之间的液压油通过凹腔时受到挤压，在凹腔内形成高压来缓冲运动，使液压缸减速下端盖的外形如图2-3图2-3 下端盖2.1.5 活塞的设计液压缸最小导向长度 当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H根据经验，当液压缸最大行程为，缸筒直径为时，最小导向长度为 + 式（2.8）H取值为180mm活塞宽度B=（0.61.0）D，取B=120mm导向套滑动面长度 A=（0.61.0）d,取A=90mm缓冲套的宽度C=H-1/2(A +B)经计算得,C=75mm活塞的外观如图2-4图2-4 活塞2.1.6活塞杆的设计活塞杆不断的与端盖产生滑动摩擦故要求其也应该有较高的耐磨性活塞杆是传递动力的重要元件，要求它具有较高的强度和韧性，由于移动过程中可选用45#钢，进行调质处理表面车削、磨削后镀0.030.05mm厚铬2.2短船对应伸缩液压缸的设计由于伸缩液压缸的负载基本无变化，为了使设计的液压系统简单明了，工作过程安全可靠，短船对应伸缩液压缸的各项参数沿用长船对应伸缩液压缸的参数3.驱动液压缸的设计3.1液压缸承受负载的计算液压缸运动时各项参数值下表3-1表3-1 基本参数值已知量名称单位已知量值桩机对导轨的压力 =+F3（前已经计算）KN900轮毂与导轨静摩擦因数0.2轮毂与导轨动摩擦因数0.1启动制动时间s0.8桩机移动速度0.05液压缸效率0.9液压缸各工作阶段所承受的负载计算值如下表3-2表3-2工作阶段负载值工作阶段负载计算公式负载值（）启动F= 加速F=+95.6恒速F=制动F=84.43.2液压缸尺寸的确定驱动液压缸的设计压力仍然取=20MPa，回油腔压力8由上表可知桩机启动时液压缸受载荷最大（）所列平衡方程如下 -)A=F 式（3.1）式中-液压缸的效率A-有杆腔的面积F液压缸所受的负载得A=0.010416=104.16 A=(-) 式（3.2）式中D-液压缸缸筒的面积 d-活塞杆的面积查表取d=63mm,计算后取A=(-)91.54液压缸的外形如图3-1图3-1 液压缸液压缸缸筒要求具有足够的强度和冲击韧性，驱动液压缸采用铸钢ZG35B 初次选定液压缸缸筒的壁厚=12.5mm 液压缸内径D=125mm 此缸筒属于薄壁缸筒 薄壁缸筒壁厚应当满足 = 式（3.3）式中-液压缸缸筒的实验压力，其值取式（2.7）中的值 D-液压缸内径 -铸钢的许用应力，已知=160MPa 所以此缸筒壁厚满足强度条件为了防止腐蚀和提高寿命缸筒的内表面应镀以30的铬层，并在镀后进行抛光3.3 左右端盖的设计驱动液压缸的端盖同时又起到导向套的作用，应使用耐磨材料，可选用铸铁并在导向表面上熔堆青铜再次增加其耐磨性这里选用QT300材料来加工液压缸的端盖。左右端盖的外观如图3-2所示图3-2 端盖左右端盖上连接螺纹的强度校核初选 粗牙普通螺纹M20，P为2.5当螺纹连接受力时，应验算螺牙的切应力，认为只有一圈螺牙受力切应力 = 式（3.4） 式中，-螺纹所受推力（N） d1-为螺纹小径 (m) p-为螺纹的螺距(m)桩机启动时液压缸受载荷最大F=180kN，由于导向套上的面积变化使得液压缸内存在压力损失取载荷变化系数=0.7有四个螺栓，每个螺栓上=31.5kNM20的螺纹小径d1=d-经计算得，d1=17.3mm代入公式=得32Mpa已知6.8级普通中碳钢螺栓的剪切强度为336 MPa,，设定安全系数S=1.3许用切应力=258MPa可知 螺纹的剪切强度条件满足 螺栓的拉应力=134 Mpa 式（3.5）许用=342 Mpa，说明螺栓的拉伸强度足够3.4活塞的设计液压缸最小导向长度 当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H根据经验，当液压缸最大行程为，缸筒直径为时，最小导向长度为 + 式（3.6）H取值为180mm活塞宽度B=（0.61.0）D，取B=120mm导向套滑动面长度 A=（0.61.0）d,取A=90mm缓冲套的宽度C=H-1/2(A +B)经计算得,C=75mm活塞选用45#钢3.5活塞杆的设计活塞杆是传递动力的重要元件，要求它具有较高的强度和韧性，由于移动过程中活塞杆不断的与端盖产生滑动摩擦故要求其也应该有较高的耐磨性。可选用45#钢，进行调质处理表面车削、磨削后镀铬0.030.05mm厚。3.6密封圈的选择常见的密封形式有间隙密封、摩擦环密封、密封圈密封。 1、当两个有相互运动关系的零件需要装配时，这两个零件应当采用间隙密封。间隙密封是指利用有运动关系的两个零件相配合的表面间存在的微小间隙来防止泄露。为了增强这种装置的密封能力，有时需要在活塞的表面上加工出几条尺寸比较小的环形槽，来增大液压油通过间隙时所遇到的缝隙阻力。 2、摩擦环密封是将摩擦环安装在活塞上（摩擦环是用尼龙或其他高分子材料制成）依靠缸筒的挤压对密封环产生弹力来阻止泄露。密封环密封效果较好，由它产生的摩擦阻力很小，使液压系统驱动活塞杆运动时产生的能耗比较小。同时密封环是由高分子材料制成，它可以耐高温，并且在相对运动产生磨损后可以自动补偿。缺点是加工要求有点高加工成本较高，安装和拆卸都不是很方便适用于高压、高速或密封性能要求较高的场合 3、密封圈密封是依靠橡胶或塑料的挤压产生弹性使各种形状截面的环形圈贴紧在有相对运动关系的两个零件的配合表面之间来防止泄漏。常用的密封圈有O形、Y形、V形等。它构造非常简单，制造方便，加工成本低在相对运动产生磨损后有自动补偿能力，这使得密封圈的工作性能可靠，它可以广泛地安装在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间。4运动机构的设计4.1支撑架的设计支撑架在伸缩方向上承受桩机的重量，在水平方向上受到液压缸压力的驱动，运动过程中受到很大的载荷和桩机启动、制动造成的冲击，所以支撑架应该有较高的抗压强度和韧性。可选用铸钢为材料来加工支撑架，其中一个轴孔两端要求加工出螺纹来安装端盖。支撑架外观如图4-1所示图4-1 支撑架4.2轮轴的设计及强度校核轮轴强度校核轮轴采用45钢，极限应力=355MPa，安全系数s=1.6许用应力 =222MPa 式（4.1）轮轴受力如下图4-2图4-2 轮轴受力图轮轴三段阶梯的直径初步选定为86，90，98,长度=60mm,=80mm作用在轮轴上的力F=510Kn，平均分配在轴承两侧=255Kn。轴所受剪力以及力矩的简图如下图4-3所示图4-3 力矩简图对轴建立平衡方程有+(+-(+=0; +(+-(+=0; 式（4.2）式中各参数值见图4-2得=255Kn,对轮轴的最大弯矩M=15.3kNm对于圆形截面,抗弯截面模量=,D为圆直径轴的最大正应力发生在距中性层最远的地方，即 = 式（4.3）式中M-最大弯矩 -抗弯截面模量由公式可知与成反比，承受弯矩的截面最小直径为90=72900= 式（4.3）有 =210Mpa计算结果表明，该轮轴的弯曲正应力足够。轮轴的切应力强度校核轮轴所受的切应力 = 式（4.4） =255Kn,轴最小直径86A=5809经计算的=43.9Mpa，轴的最大切应力=1.33=58.4 Mpa已知许用切应力=88.3 Mpa， 说明轴的切应力足够4.3端盖的设计端盖仅起固定轴承的作用，可选用HT200端盖上应加工出螺纹4.4轴承的选用滚动轴承的作用是将相对运动为转动的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，以此来减少轴与轴座之间的摩擦损失实现回转运动的平稳连续的一种精密的机械元件。滚动轴承是一种标准件它由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。滚动轴承的四部分各有各的作用，内圈采用基孔制配合，与其他零件的轴向配合并一起做回转运动。外圈采用基轴制配合，与其他零件的轴承座相配合，作用是起支撑用的。轴承与其他零件的配合制，是根据配合要求选定的，可以选择过盈配合、过渡配合、间隙配合；滚动体是依靠保持架的作用将各个滚动体均匀地分布在外圈和内圈之间，滚动体的数量和形状大小都会很大程度上影响着滚动轴承的使用性能和寿命。保持架的作用是使滚动体均匀分布，防止滚动体之间发生碰撞甚至脱落，从而影响轴承的性能以及寿命。另外，保持架还起引导滚动体旋转起润滑作用。桩机的重量很大，移动过程中轮轴转速很慢可选用圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承具有以下特点：圆锥滚子轴承可以承受比较大的径向载荷，还可以承受一定的轴向载荷圆锥滚子轴承与角接触球轴承相比，不仅极限转速低，而且承载能力大。其不仅能够限制轴或外壳在一个方向的轴向位移而且还能够承受一个方向的轴向载荷，所以静压桩机采用圆锥滚子轴承是非常合适的在机械结构上圆锥滚子轴承承载能力是由外圈的滚道角度决定的，外圈的滚道角度角度越大轴承的承载能力越大。圆锥滚子轴承一般是属于分离型的，即由带滚子与保持架组件的内圈组成的圆锥内圈组件可以与圆锥外圈（外圈）分开安装。圆锥滚子轴承普遍应用于航天、机械、运输、汽车等行业。本桩机的圆锥滚子轴承选用类型代号为30218型其内径为90mm,外径为160mm,厚度为30mm4.5滚轮的设计滚轮是用来在导向轨上滚动用的，用来承受桩机的重量，对其可靠性要求较高可选用铸钢来加工，装配时滚轮与轮轴的配合应该选用过盈配合。可用热涨或冷缩法进行装配5活塞杆末端连接的设计5.1连接板的设计液压缸驱动桩机移动的反力通过螺栓完全作用在连接板上，所以连接板上承受很大的载荷和冲击，这就要求连接板有较高的强度和韧性。选用45钢为材料，并经过调质处理，使连接板孔周围的硬度达到240280HB,来提高连接板的可靠性。连接板的外观如图5-1所示图5-1 连接板下面对连接板的挤压强度经行校核连接板的材料使用45号钢其受到的挤压强度 式（5.1）式中：连接板受到的挤压力，为90kN为挤压面积 =553 式 （5.2）式中h-上孔轴线方向上的长度，h=22mm d与上孔相连接的螺栓直径,d=16mm经计算=163MPa已知许用挤压应力=300MPa，说明连接板的挤压强度满足条件5.2活塞杆末端连接螺栓强度校核活塞杆端部与连接板处的螺栓强度计算图5-2选取8.8级的优质螺栓螺栓的剪切强度=,可得 式（5.3）式中：-螺栓所受剪力，=90kN -许用切应力，-螺纹的公称直径经计算，=16.1mm 查螺纹标准后取5.3底板连接螺栓强度校核连接板上地脚螺栓倾覆力矩的校核连接板地脚螺栓受倾覆力如图5-3所示图5-3平衡条件为 式（5.4）式中：力臂a=110mm,b=40mm倾覆力F=180Kn螺栓个数Z=2 螺栓所受拉力=33Kn螺栓直径应满足 式（5.5）式中:螺栓所受拉力 -螺栓的许用已知6.8级普通中碳钢螺栓的许用=342 Mpa经计算得，11.1mm 查表取mm地脚螺栓剪切强度校核地脚螺栓所受的剪力如图5-4所示图5-4 地脚螺栓所受的剪力图螺栓所受剪力 = 式（5.6） 式中：F-连接板上全部螺栓所受的总剪力，F=180Kn Z-螺栓的个数，Z=4 计算得=45kN螺栓的切应力 =398MPa 式（5.7） 式中：-螺栓所受剪力，=45kN -螺纹的公称直径， mm已知6.8级普通中碳钢螺栓的剪切强度为384 MPa，设定安全系数S=1.3 则许用切应力 =295MPa 式（5.8），说明螺栓剪切强度不足现取螺栓直径为mm，则螺栓的切应力=224MPa 螺栓剪切强度符合条件6底板的设计6.1 短船的设计短船四个支撑部分的受力分析设桩机总质量为，其中配重质量为，桩架为，质心沿中心平面分布。有 短船的外观如图6-1所示图6-1 短船建立坐标系根据平衡方程有： 式（6.1） 式（6.2）式中1:，-桩机对四个支撑架的压力，前面已经计算=510kN；2=390kN；，-各力在直角坐标系中的坐标值，；1.12；0.45；为无关值解上述方程得：d=1.13m复杂工况下桩机稳定性测试初选斜坡倾角=，大风形成的外载荷预制桩的重量,当吊臂吊起预制桩时吊臂受到惯性力的影响，取载荷系数=1.1桩机在斜坡工作时的受力情况如图6-2所示图6-2 桩机受力图抗倾覆稳定性的条件: 式（6.2）式中：-桩机第j组抗倾覆的力矩 -桩机第i组造成倾覆的力矩 =cosd+ cos(d-c); 式（6.3）=sin+ sin+ 式（6.4）式中：d=1.13m c=0.45m = =3m =6m =8m =12m经计算得=1737kNm =1330kNm显然，桩机的抗倾覆稳定性满足条件现计算桩机在斜坡上工作所允许的最大倾角当倾角=时，=1719 kNm =1700kNm 桩机的抗倾覆稳定性满足条件当倾角=时，=1712 kNm =1822kNm ，桩机有发生倾覆的危险所以桩机在斜坡上工作所允许的最大倾角=桩机短船长度的确定 产生倾覆的力矩为 =sin+ sin+ 式（6.5）式中各参数值同上一方程，有=1330kNm抗倾覆力矩和=cos(+)X要求 即X=0.75m考虑到安全系数现取X=1.3m设短船长度为,两短船的间距为=2X=2.6m =2d=2.26m6.2长船、短船布局的确定记桩机两长船的间距为，长船与短船的轴线方向相距的最小距离为,最大距离为,短船移动一次的最大距离为桩机支撑的布局如图6-3所示 图6-3长船、短船布局图图中，=+ 式 （6.6）=- 式（6.7）现取=0.5m =1.1m可知：=0.6m,=4.2m长船的参数设定长船的长度记为,长船移动一次的距离记为压桩过程中受力较为复杂且有一系列的振动应当以桩机两长船为支撑进行压桩操作，取大值比较稳定可取=5m ,=1.2m结论本论文对静压桩机行走机构进行了设计，在设计进行之前作者到施工场地进行了实地考察。当时正在工作的是一个锤式打桩机，它的行走机构为机械传动的。两对齿轮在链条的驱动下沿齿条方向滚动。该桩机在行走过程中，噪音极大，能听到齿轮滚动时发出的巨大声响。桩机启动或制动时，整个机身振动较大运动不平稳。本论文采用双活塞杆液压缸来驱动桩机实现两个正交方向上的移动，液压缸可以将液压能转换为机械能，使执行机构完成直线运动。液压缸构造单一、工作可靠、传动稳定。用它实现往复运动时，不必安装减速机构，传动时产生的间隙比较小，由于它具有上述优点，使得它在各种机械产品中得到广泛的应用。在设计液压缸时由于活塞杆与支撑架、端盖均有摩擦，对活塞杆完成加工后在其表面镀了一定厚度的铬层以此来增强活塞杆的耐磨性。静压桩机的重量很大液压缸必须产生很大的压力才能驱动桩机移动，这就使得液压缸的缸筒直径比较大。驱动液压缸形状不单一可选用铸钢为材料进行制作。静压桩机的尺寸很大使得桩机上的各种零件尺寸都比较大。因此，对于装配精度要求高的零件来说，对其形位误差的控制显得格外重要。现市场卖的比较流行的静压桩机的长船移动距离是一次最远2.4米和短船行走距离是每一次最远距离为0.6-0.8米。所以静压桩机移动速度是相当缓慢的，在大型施工时需要不断对桩位和桩机的整机移动，所以桩机操作次数比较频繁，操作工人劳动强度和工作压力会很大。经过多次压位移动，本来含水量大的土质会变为橡皮土,影响桩机的移动.这时移动静压桩机是需要消耗大量能量的。根据这种情况，设计人员应该将桩机构造部分的设计作为工作的重点。综上所述，提高步履式静压桩机的行走速度和将转向结构设计得更加简单和容易就变为设计师的主要任务。参考文献1 蔡春源,机械设计手册.辽宁科技技术出版社.1993.2 何清华,曾益毘. 静力压桩机机身的自动调平系统研究J. 建筑机械. 2000(11) 3 张扬,汪耀武,高厚荣. 某工程静压桩机施工陷机处理措施J. 施工技术. 2010(S1) 4 赵建军,陈凯杰. 我国静力压入桩发展现状及问题J. 广东建材. 2011(03) 5 朱桂华,胡均平,罗春雷. 静压桩机优化多挡压桩速度的液压系统设计J. 建筑机械. 2003(05) 6 赵旭. 浅论静压管桩在施工中的质量问题及防治J. 黑龙江科技信息. 2009(11) 7 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