旋挖钻机桅杆的结构优化与分析

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1、分类号：TH12单位代码：10183研究生学号：201341E019密级：公开旋挖钻机桅杆的结构优化与分析吉林大学硕士学位论文（专业学位）旋挖钻机桅杆的结构优化与分析StructuralOptimizationandAnalysisofMastofRotaryDrillingRig李远虎作者姓名：李远虎类别：工程硕士领域（方向）：机械工程指导教师：曲兴田教授吉林大学企业导师：任国业高级工程师培养单位：机械与航空航天工程学院2018年12月旋挖钻机桅杆的结构优化与分析ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＯｐｔｉｍｉｚａ

2、ｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭａｓｔｏｆＲｏｔａｒｙＤｒｉＲｉｉｌｌｎｇｇ作者姓名：李远虎专业：机械工程研究方向：工程机械指导教师：曲兴田教授企业导师：任国业高级工程师培养单位：机械与航空航天工程学院答辩日期：２０１８年１２月０１日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此

3、限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宂做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：１。込年Ａ月日摘要旋挖钻机桅杆的结构优化与分析摘要旋挖钻机是一种使用广泛的打桩设备，适用于桥梁建设、工民建等桩

4、基工程。不同的地质层选用不同类型的钻具,可提高旋挖钻机的施工效率，缩短成孔时间[1]。旋挖钻机一般具有自行行走，旋转等功能，机动灵活，通过控制手柄可实现不同的动作，同时，旋挖钻机对环境污染小，可满足使用条件在我国大部分地区施工。桅杆是旋挖钻机的主要结构件，是旋挖钻机施工中必不可少的部分。桅杆是钻杆、动力头等部件的重要支撑，主要受正压力、弯矩和扭矩，冲击载荷大。桅杆的重量对整车的重量有很大影响。一方面，根据受力分析，桅杆必须具有一定的强度和刚度，另一方面，根据整车的稳定性及运输要求，桅杆的重量不能太重，外形不

5、能太大。本文利用大型通用有限元分析及处理软件HYPERMESH及ANSYS，对中小型旋挖钻机的中桅杆总成进行三维建模，分析计算了九种工况下中桅杆的刚度及强度，根据计算结果，得出以下结论：（1）旋挖钻机中桅杆在转盘铰点及油缸支撑处的约束及各种载荷的作用下，中桅杆会发生变形，目前没有工程机械通用的刚度或变形的评定标准，本次计算所得结果只给出整体结构的变形量及大致的变形趋势，以整体的变形云图显示，仅供参考。（2）中桅杆结构在各工况静强度分析结果均小于材料的屈服强度，满足使用要求。部分高应力区主要集中在：转盘铰支座

6、根部、油缸支撑座根部、导轨等处。对于应力集中处，在加工及装配过程中，一定要注意焊接工艺等质量控制。综上所述，经过对中桅杆结构在九种工况下的计算分析，该结构满足使用过程中所要求的刚度、强度要求。关键词：旋挖钻机,桅杆,结构优化,分析IABSTRACTStructuralOptimizationandAnalysisofMastofRotaryDrillingRigABSTRACTRotarydrillingrigisawidelyusedPillingmachinewhichisappliedtothebri

7、dgeconstruction,civilengineeringandotherpilefoundationprojects.Differenttypesofdrillingtoolsareusedindifferentgeologicalstratatohelptherigtoimproveworkefficiencyandshortentheholeformingtime.Rotarydrillingriggenerallyhasthefunctionsofself-walking,rotatingan

8、dsoon.Itisflexible,whichcanbecontrolledbythehandletoachievedifferentactions.Meanwhile,therotarydrillingrighassmallenvironmentalpollution.TheapplicationconditionscanbemetinmostareasofChinaconstruction.Mastisth