一种液压马达驱动的行星齿轮动力头设计开题报告

全文总字数：2943字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 设计目的：随着我国社会经济的不断发展，高层建筑，大型桥梁等日益增多，各类上部结构对基础质量的要求也不断提高。在各类建筑工程的施工中，地基基础是最重要的一环，其质量和安全性，是上层建筑的保障。因此，安全，经济的地基基础施工方法是必不可少的。在地基建设中，桩基是必不可少的一部分。由于施工环境的复杂多变，以及各类大型建筑物对承载力及沉降力的苛刻要求，使得桩工机械的输出扭矩和抗外载能力要求更高。而动力头作为桩机的关键工作部件，其性能的好坏，将直接影响桩机的工作能力。因此，设计一个经济高效，安全适用的桩工机械动力头，对地基基础建设的提高具有重要的意义。

2. 设计意义：螺杆桩机是钻孔灌注桩的主要施工机械，由于采用连续输土的工作方式，具有施工效率高，工作噪声小，对地基破坏性小等优点，近年来在我国得到了大规模的应用。其中，动力头作为螺杆桩机的关键工作部件，其性能的好坏直接影响桩机整机性能的发挥。目前，国内桩工机械所用动力头大多采用三环减速机加两台交流电机的形式，钻杆转速不易调节，同时受三环减速机的制约，输出转矩很难提高，而且电动动力头的启动转矩小，重量大，对地层条件的适应能力也差。针对目前桩机动力头所存在的问题，本设计拟采用更加优良的液压驱动动力头，利用液压系统功率-密度比高、工作平稳，易实现大范围无级调速，环境适应性强等优点，改进现有桩工机械，以满足现代社会的建设需求。

3. 国内外现状分析：“十一五”、“十二五”期间我国投巨资进行铁路、公路、电力、城市公共设施等建设,为我国桩工机械的发展带来前所未有的机遇。经过近几年的发展，国产桩工机械整机的主要性能已接近国际先进水平，但我国桩机行业起步晚，与国外数十年的发展相比，我国桩机还存在桩机品种单一、自主创新品牌少、动力头、钻具等配套件质量有待加强等问题。目前，国内桩工机械动力头大多采用三环减速机加两台交流电机驱动，但在使用中经常出现扭矩低和转速不均等问题，严重影响了打桩质量和效率。针对上述问题，有不少学者就驱动液压化做了研究：郑秀月等研究了内外双动力头长螺旋钻机；万丽荣等对变量泵变量马达调速系统建立了数学模型，并对此基于matlab／simulink软件做了动态仿真；尹千才研究了长螺旋钻机的液压动力头……但国内对桩机动力头液压驱动的研究仍有所欠缺。相比较国内，德国、日本、意大利等国则处于桩机的领先地位，如日本建调神户（株）的振动桩锤技术、联邦德国德尔马克公司的筒式柴油打桩锤技术和日本日立建机公司三支点履带式桩架技术等。我国桩机的发展之路还很长。

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   2. 研究的基本内容与方案

   (1)基本内容：先根据桩机的螺杆桩负载扭矩（0-400kn.m)和螺杆桩转速（0-12rpm),计算确定行星减速机构的传动比，设计行星齿轮减速机构；初步拟定选用3台液压马达，通过计算确定液压马达的形式和规格；确定动力头的结构及其他零部件的规格，设计动力头装配图，及其零件图；撰写毕业设计说明书。

   (2)设计目标：目前，国内桩工机械所用动力头大多为电机驱动，在使用中存在扭矩低、转速不均、转速不易调节等问题。因此，本设计的目标在于设计出更加优良的液压驱动动力头，以三台液压马达作为动力源，通过行星齿轮减速机构驱动螺杆桩旋转，达到大扭矩，稳输出，易调速的目的，以满足现代社会日益增长的建设需求。

   (3)技术方案及措施：

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   3. 研究计划与安排

   1-2周，收集相关文献资料，思考设计内容和技术方案，撰写开题报告；阅读外文文献及翻译；

   3-6周，完成液压马达计算和选型和动力头的方案设计等；

   7-8周，完成动力头的结构设计；

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   4. 参考文献（12篇以上）

   1. 雷天觉. 新编液压工程手册[m]. 北京: 北京理工大学出版社, 1998.

   2. 高殿荣,王益群. 液压工程师技术手册(第二版)[m]. 北京:化学工业出版社, 2015.

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