新型挤扩变径灌注桩成型机的设计研究

摘要

变径桩成型机在混凝土变径灌注桩施工过程中具备无振动、低噪声、环保性能突出且桩孔成型质量高等特点,是桩基施工必备的设备.该课题组研制出了一种新型变径桩成型机:它能在井下实现桩孔挤扩、分度、回转消理等功能,并实现智能控制,以提高施工效率,降低施工成本,是桩孔施工设备的新发展.该文中提交的新型挤扩变径灌注桩成型机已申请专利.研制中采用了现代设计力法.应用有限元静态分析理论,对挤扩机构进行了分析,确定其应力及变形状况,提出了改进方案,以提高设计可靠性.利用Adams软件建立系统模型,对土壤和挤扩臂之间的相互作用进行仿真,拟合出了挤扩臂和中间销轴的受力曲线,显示该系统的真实工程条件下的运动特性,还采用反求法得出了液压缸应该提供的最小动力.为样机的设计、制造,提供了可靠的依据.试验和研究表明,新型变径桩成型机是一个成功的设计,不仅适合于建筑房屋地基处理,而且适合于大桥墩桩、高速公路桩基的处理,具有很好的普遍性及实用性.

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1引言

1.2变径桩成型机及其研究的发展历史

1.2.1桩端扩孔机械设备

1.2.2变径挤扩桩成型机

1.3本文的主要任务

1.4小结

第2章新型挤扩变径灌注桩成型机的总体设计方案

2.1引言

2.2主要设计参数

2.3成型机总体设计

2.4成型机施工工艺过程

2.5主机结构及特点

2.6液压系统的结构、特点及油缸检验

2.6.1液压油路

2.6.2液压系统的特点

2.6.3液压缸结构分析

2.6.4液压缸的出厂试验

2.7智能化控制系统的应用

2.7.1编程控制器PLC的应用

2.7.2编码器的应用

2.7.3流量计及传感器的应用

2.7.4先进的显示及报警系统

2.8本章小结

第三章有限元法在新型桩成型机械上的应用

3.1引言

3.2进行有限元分析的必要性

3.2.1销轴脱落造成事故

3.2.2挤扩臂及销轴的危险工况

3.3建模方法

3.3.1模型边界条件处理

3.3.2网格划分

3.4结构静力分析

3.4.1销轴的静力分析

3.4.2销轴与工臂的接触分析

3.5主要结果讨论

3.5.1分析结果说明

3.5.2结果讨论

3.6本章小结

第4章新型桩成型机械的虚拟样机设计

4.1虚拟样机技术特点与应用

4.2建模处理

4.2.1引言

4.2.2土力学相关处理

4.2.3挤扩装置受力状况仿真

4.2.4仿真思路

4.3虚拟结果与分析

4.4结论

4.5本章小结

结论与讨论

第5章参考文献

致谢