偏心块振动式土壤夯实机的结构设计

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1、偏心块振动式土壤夯实机的结构设计1.1蛙式打夯机的发展现状轻型压实设备蛙式打夯机是一种简易压实施工机械，市场拥有量巨大，但工作效率很低，而且安全性较差，一般只能进行小面积薄铺层的平整和初步压实工作。但随着振动平板夯和振动冲击夯的日趋成熟，以及在近期内的推广应用，从而使蛙式打夯机真正退出历史舞台。蛙式打夯机的工作过程是通过带传动，在利用偏心块离心力的作用下使得夯体作上下冲击振动，从而压实物料。同时也是利用离心力的作用，使得机体得以自行移动。现阶段的蛙式打夯机在整体布局上没有多大的变化，而改进之处，一是原动机性能的不断革新，使得整机性能得到了较大的改进

2、；二是对整机的移动和转动装置的改进，使得转向和前移更灵活自如，少与人工的干涉。其中在理论研究方面，西南石油学院有了较大的进展，他们在机体托盘下方安装了一个轴向转动装置，克服了以往机体转向费力的缺点，使得夯实转向工作能更轻易地进行。蛙式打夯机的设计较简单，其主要结构为大小减速带轮、支承轴、夯头体、底板、以及支架等构件构成。现在市面上出售的打夯机，其主体部分都是通过焊接完成，这在结构造型上显得很灵活，可以根据不同的工作环境改变其构成，同时，焊接操作方便，简单，也便于以后对机器的改进。其采用的材料也主要以钢材为主，这在减小机器结构尺寸，增加机体刚性上取得

3、了很好的效果，使得打夯机工作效率有了较大的提高。1.2本设计的设计目的本次设计的蛙式打夯机在造型上较为传统，其体积较庞大，主要原因是它的夯头体和底板分别采用的是整体铸造成型，而在现有的打夯机中，其结构主要是采用型钢焊接，这在减小体积、加强机体总体紧凑性上得到了很好的解决。在本设计中，虽然底板和夯头体采用的是整体造型结构，但它并不影响机器的工作效率和动力特性。这样做的原因主要是为了能综合运用所学的知识，通过对它的总体的设计，使我在对知识的互相贯穿、相互链接上取得了不小的收益。虽然本设计的主要任务是蛙式打夯机的整机设计，但在实际的设计过程中，也涉及到了

4、机械加工工艺及工装的设计，这在知识的结构面上得到了较全面的补充与统一。1.3打夯机的结构简图打夯机的工作过程为：电动机1输出的转矩通过V带3第59页共60页传递给减速大带打夯机的工作过程为轮5，在大带轮的支承轴4上有一个二级减速小带轮，转矩再通过V带传递给输出大带轮6，带轮6是支承在轴7上的，同时通过螺栓将轴承座8和夯头架10连接起来，大带轮在转动的过程中，将带动连接在上的偏心块9一起转动。在离心力的作用下，将带动夯头底板10做上下冲击震动，从而压实物料。同时在离心力的作用下，将抬起底板15的右部分，起作用是减小底板与地面的摩擦力作用，从而使整机前

5、移。1、电动机；2、出轴带轮1；3、窄V带（SPZ）；4、轴；5、减速大带轮2；6、输出大带轮4；7、轴；8、轴承座；9、偏心块；10、夯头底板；11、连接螺栓；12、支承架；13、张紧螺钉；14、电机支架；15、底板图1-1蛙式打夯机结构简图第59页共60页2打夯机的总体设计机械所需冲击能量为，冲击次数为120-140（r/min）。已知夯机夯击次数可知偏心块的转动次数，即转动频率。电动机通过皮带、皮带轮带动轴转动，而偏心块是安装在轴上与轴同步转动的。因此可通过偏心块的转速知道轴的转速，又知道打夯机的冲击能量，就知道其做功的多少，通过计算求得偏心

6、块的质量，从而对夯机偏心块的外形进行设计，电动机的选择、轴的设计、大小皮带轮的设计，再根据电动机、大小皮带轮选择皮带，根据轴和轴承选择轴承盖，进行轴承座的设计。通过以上设计夯机座（夯机拖盘、扶手、夯板、电缆搭环和开关、夯架）。方案如下图2-1所示。第59页共60页图2-1设计流程图3偏心块设计3.1偏心块的作用偏心块装在夯击轴的大带轮上，电动机通过皮带带动带轮转动，偏心块随之转动，通过偏心块转动产生离心力，当偏心块处于最高位置时，将夯架抬起，并且带动打夯机往前移，当偏心块处于最低点时，夯架落下，夯击地面起到夯实地面的效果。为了安装方便和使其转动平稳

7、，把偏心块分为偏心块一和偏心块二。其大小形状相同。3.2确定偏心块的质量在整机设计过程中，由于夯击能量60Kg·m第59页共60页，在次装置中，由于总力是偏心块离心和夯头重力的合力，所以，在分析偏心块受力时应考虑到：当夯头被抬升至最高位置时，偏心块产生的离心力只需要克服夯头重力，即。只有这样，离心力才能将夯头带起，并使整机前移。根据设计的目的和技术指标：已知夯击次数为120-140次/min，偏心块每转一周，夯架夯击一次，所以可知：取偏心块的转速：(3-1)式中n：偏心块的转速（即夯击轴上带轮的转速）；ω：偏心块的角速度。令偏心块的厚度为30mm其

8、他尺寸如图3-1所示。图3-1偏心块结构根据图3-2中尺寸，确定偏心块的重心到到夯击轴中心的距离B：图3-2重心计算简图根