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基于调频调矩振动锤的减振系统力学动态分析

作　者: 王玥
导　师: 赵伟民
学　校: 大庆石油学院
专　业: 工程力学
关键词: 振动锤减振系统螺旋弹簧橡胶弹簧有限元分析
分类号: TU67
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

随着基本建设的深入发展,各种大型施工都对基础的发展提出了新的课题。采用桩基础比用其他型式的基础具有更大的承载能力、施工更方便、更容易实现建筑施工的机械化,是目前基础工程中应用较广泛,发展最迅速的一种基础形式。随着工业技术特别是振动技术等的发展,有力的推动了振动桩锤的应用与发展,使其成为桩工机械的主力机种。但在实际施工中,振动锤因其减振系统的配置不当,常发生施工事故,影响了作业进度。因此有必要对振动锤的减振系统进行深入的研究,为机械设计和施工提供理论依据。本文对国内外振动桩锤的发展进行了综合叙述和分析,指出液压式振动桩锤是发展方向;对振动桩锤减振系统的基本结构特点进行分析,确认减振系统研究的必要性。本文依据液化振动理论,对在振动桩锤上采用调矩、调幅、调频机构及减振系统进行了详细的分析。通过研究发现,激振力的中心与振动锤的平面重心、振动锤减振系统的几何中心相吻合是至关重要的。当上述几项不吻合时,各个螺旋弹簧上的作用力几乎增加了一倍,而且各个弹簧的受力状态也不相同。这样大的差距必然引起振动锤的不稳定作业,因此必须予以足够的重视。本文对振动锤可以使用的各种螺旋弹簧进行了有限元应力、应变、位移的计算和分析。当弹簧最大直径和螺距确定后,最大载荷与变形则出现在离载荷最近的突变部位。从侧向偏移程度来看,以常用等径弹簧和中间圆柱、两端圆锥弹簧为最好;弹簧钢丝截面内侧的应力比外侧要大,截面的变载荷状态也是弹簧容易引起疲劳破坏的要因。从各个弹簧的变形分析来看,由于螺旋弹簧的承载具有不均匀性,容易产生偏移,所以振动锤减振系统所安置的弹簧应左右旋配对使用,否则会引起振动锤的偏振。论文中提出在橡胶弹簧中加嵌金属板使橡胶片变薄,即可加大了橡胶片的形状系数的方案,以消除橡胶弹簧的承载能力弱,变形过大的缺点,并对方案进行了基于有限元法的翔实分析。通过分析确认采用嵌入钢板的方法行之有效。论文最后指出:振动锤将向高频,超高频方向发展,采用无级变矩功能来实现机电一体化控制系统,智能化作业的研究;低噪音减振系统开发及工作可靠性的研究;大功率高频振动器耐振性能,高速传动机构润滑等方面的研究;中高频振动下土壤特性及对施工工艺的影响是其关键技术。

基于调频调矩振动锤的减振系统力学动态分析

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