旋挖钻机钻桅三角形连接架的有限元分析

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1、囊獭髑m每具_llllllll刚0旋挖钻机钻桅三角形连接架的有限元分析吉林大学何晓艳秦四成摘要：旋挖钻机钻杆支撑机构对整机的布局和稳定性影响很大，国内旋挖钻机的支撑机构多采用小三角支撑机构，通过分析NR22型旋挖钻机钻桅支撑机构，确定典型工况，了解其结构受力特点。利用ANSYS软件对旋挖钻机钻桅支撑机构中的三角形连接架进行了静力学有限元分析，揭示了三角形连接架在各种典型工况下的最大变形值、最大应力值、危险截面区域以及变形和应力的分布规律，分析结果显示，三角形连接架变形和应力分布规律与实际计算相符，且该结构在强度和刚度设计上都

2、存在一定裕量，为改进支撑机构结构形式和减轻自重提供了一定的参考。关键词：旋挖钻机钻桅三角形连接架静力学分析大型旋挖钻机是我国近年来引进、发展的桩工支撑结构，由平行四边形机构加三角形连接架构成；机械之一，并在青藏铁路、北京奥体工程等施工项目另一种为大三角结构，以德国宝峨钻机为代表；第三中发挥了重要作用，逐步取代了对环境污染严重、效种以西班牙拉马达公司、意大利安特高公司为代表，率低下的其它灌注桩施工机械。旋挖钻机主要由钻也是大三角支承结构，但装有辅助起架液压缸，能放具、钻杆、动力头、钻桅、支撑机构、底盘以及液压控倒折叠。国内旋挖

3、钻机支撑机构多数采用流行的小制系统等组成。三角支撑结构，本文以北方重机的NR22型旋挖钻旋挖钻机钻桅支撑机构对整机的布局和稳定性机为例，分析钻桅支撑机构的受力规律，并对钻桅支影响很大。目前主要有3种结构形式，一种为小三角撑机构的三角形连接架进行有限元分析。的传递率之间；此时整个振动频率的加速度的RMS液减振器on—oir)座椅表现出较优的减振特性；整个值较小，相对位移的RMS值也较小。该结果显示了振动频率的加速度的RMS值较小，相对位移的该磁流变液减振器具有较好的实时可控，阻尼实时RMS值也较小。同时，结果显示根据不同的要求

4、和可调的特点。以上结果也显示根据不同的要求和不不同路面可使磁流变液减振器处于不同的状态以满同路面可使磁流变液减振器处于不同的状态以满足足加速度和相对位移的不同要求。加速度和相对位移的不同要求。参考文献3结论[1]GJStein．Adriver’Sseatwithactivesuspensionofelec-本文利用磁流变液减振器的非线性模型，在试tropneumatictype[J]．JournalofVibrationandAcoustics，验验证了磁流变液减振器可控阻尼特性的基础上，1997(4)：230—235．模拟

5、计算了用于车辆的座椅系统的磁流变液减振器[2]SRakheja,SSanlar．Improvedof-roadtrac~rrideviapas-在不同控制状态下对座椅特性的影响。不加电压时sivecabandseatsuspensions[J]．JournalofVibration，A的磁流变液减振器(soft)座椅在B、c级路面整个振coustics,Stress,andReliabilityinDesign,1984(4)：305—314．动频率的加速度的RMS值较小，而相对位移的[3]潘公宇．磁流变液阻尼可调减振器叨．

6、机械工程学报，RMS值较大。施加3V电压时的磁流变液减振器2001(71：148—152．(hard)座椅表现出较大的等效黏性阻尼；此时B、c级路面整个振动频率的加速度的RMS值较大，而相通信地址：江苏省镇江市江苏大学校本部3—03—103对位移的RMS值较小。采用半主动减振器的磁流变(212013)(收稿日期：2007—06—11)一35—删酬蛾桅升起时，机构Ⅱ的受力如图2所示，工作部分(桅1钻桅支撑机构的受力规律杆及其连接部件)质心为0点，列力学平衡方程，根1．1NR22型旋挖钻机钻桅的支撑机构据结构的几何关系可得：r—

7、—’r————————一NR22型旋挖钻机钻桅支撑机构主要由2个桅．—sin(j3+To+T)Vl~+l；-21,12cos13杆液压缸、1个三角形连接架、2个平行四边形悬臂—‘Z】Z2sin／3和2个变幅液压缸等部件组成，整个支撑机构对称设置。式中：～钻桅液压缸对工作部分的作用力；通过桅杆液压缸的作用，钻桅可由水平状态升G——工作部分(桅杆及其连接部件)总质量；起，根据施工现场要求，可以前后调节钻桅至所需的三角架1—5线与桅杆1-6线间的夹角。角度；在变幅液压缸的作用下，三角形连接架、钻桅液其中Z。、Z、、y已知，则F是关

8、于卢的函数，F压缸和钻桅构成的整体可产生平动，远离或靠近底与／3的关系曲线如图3所示。盘。D1．2机构分析旋挖钻机钻桅支撑机构运动简图如图1所示，在平面内该机构共有11个构件，其中主动件为变幅液压缸1O和桅杆液压缸11，工作部分为桅杆及其连接部件简化为1—6，其中转动副有1-9，移动副有1