旋挖钻机回转平台的有限元分析.pdf

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1、EQUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCE文章编号：1000033X(2O13)05—0097—05吉日旋挖钻机回转平台的有限元分析王艳，徐信芯，焦生杰(长安大学公路养护装备国家工程实验室，陕西西安710064)摘要：在对旋挖钻机提钻工况下进行受力分析的基础上，建立了力学模型。用大型有限元软件ANSYSWorkbench对转台结构进行静力学分析，揭示回转平台在最大和最小变幅距离提钻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情况，通过分析转台的应力分布

2、状态，找出该结构在强度和刚度设计上的薄弱环节和富余部位，为进一步优化转台结构、改进转台设计提供理论依据。关键词：旋挖钻机；回转平台；有限元分析；变形中图分类号：U445．31文献标志码：BStaticFiniteElementAnalysisforRotatingPlatformofRotaryDrillingWANGYan，XUXin-xin，JIAOSheng—jie(NationalEngineeringLaboratoryofHighwayMaitenanceEquipment，Chan

3、g’anUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China)Abstract：Basedonthemechanicsanalysisofarotarydrillingrigunderdrilling—bucket—liftingconditions，amathematicsmodelwasestablished．TherotatingplatformwasanalyzedinstaticsbyusingfiniteelementanalysessoftwareANSYSWo

4、rkbench．Revealingthemaximumdeformationvalue，themaximumstressvalue，theriskregionalaswellasthedeformationandstressdistributionconditionoftherotatingplatformunderthegreatestandtheleastrangedrilling—bucket—liftingconditions．Inaddition，throughanalyzingthe

5、stressdistributionoftherotatingplatformwealsofoundouttheweakandexcessiveareasonthestrengthofrotatingplatform，thatcouldprovidetheoreticsupportsforthefurtheroptimizationandimprovingofStructure．Keywords：rotarydrillingrig；rotatingplatform；finiteelementan

6、alyses；deformation元分析软件ANSYSWorkbench的静力学分析模0引块对转台主体进行有限元分析，并对其刚度、强度进旋挖钻机常用于建筑基础工程中的成孔作业，行评定。通过分析转台的应力、应变情况，找出其薄主要由底盘、回转平台、主副卷扬、发动机、配重、变弱环节和富有强度裕值的部位，为进一步优化转台幅机构、钻桅、动力头、钻杆、钻具等组成口]。其中，结构、减小转台尺寸、改进转台设计提供依据。回转平台也称转台，是旋挖钻机的重要钢结构件，它1旋挖钻机的工作原理不仅直接承受工作装置的质量

7、和工作过程中产生的各种冲击力，还要提供足够的平衡力矩以保证钻机旋挖钻机工作时，通过调整变幅机构和桅杆调作业安全。转台的质量和结构形式在很大程度上影平系统，使钻头垂直钻进引。动力头驱动马达经减响着旋挖钻机的性能。为了保证钻机的正常工作，速机减速后带动钻杆旋转，同时加压油缸经动力头转台应具有足够的刚度和强度。本文借助专业有限向钻杆提供垂直向下的加压力，钻头回转切入地层收稿日期：2012-1l—O4基金项目：教育部博士点基金(20110205110002)；中央高校基金(CHD201lTD017)97

8、EQUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCE进尺，当钻头内装满渣屑时，动力头马达停止运转，点是不利于操作人员随时观察到主卷扬机的工作状通过主卷扬将钻头提升至孔外卸土。况。但随着智能技术在旋挖钻机中的应用，这一问题得到了有效解决。例如徐工自制底盘的旋挖钻2转台的结构机，卷扬后置，在卷扬的后面装有红外摄像头，使操旋挖钻机转台的结构如图1所示。转台是旋挖作人员在驾驶室里也可以方便地观测到卷扬的工作钻机的关键结构件之一，它是用来安装驾驶室、变幅状态。机构、阀块、液压油箱、燃油箱、配