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（毕业设计全套）DNXW100铁路公路两用旋挖钻机设计（打包下载）

在设计时卷筒采用多层绕，用钢板弯卷焊接经机加后制成。.卷筒主要尺寸的确定卷筒的主要尺寸有直径长度和壁厚。卷筒直径为保证钢丝绳有足够的使用寿命，卷筒的计算直径不宜太小。但从传动装置和受力方面分析，卷筒直径小些更为有利。在起重负荷和起升速度不变时，卷筒直径小，可使减速器尺寸和传递扭矩减小。鉴于上述两个原因，卷筒的名义直径卷筒的槽底直径为式中根据机构的工作级别选取为钢丝绳直径。绳槽半径绳槽深度绳槽节距卷筒计算直径卷筒上有螺旋槽部分长度式中固定钢丝绳圈数，取。卷筒长度卷筒长度是由容绳量大小来决定。而容绳量又取决于起升高度和滑轮祖倍率。多层绕卷筒旋转时收放钢丝绳的数量即容绳量为式中多层卷绕钢丝绳总长度多层卷绕圈数。卷筒壁厚在卷筒结构设计时，其壁厚可先按下列经验公式初步计算，然后再根据强度条件进行验算。钢卷筒壁厚.卷筒的强度验算卷筒在钢丝绳的拉力作用下，产生压缩，弯曲和扭转剪应力，其中压缩应力最大。当时，弯曲和扭转的合成应力不超过压缩应力为，只计算压应力即可。当时，要考虑弯曲应力。对尺寸较大，壁厚较薄的卷筒还须对筒壁进行抗压稳定性验算。由于卷筒筒壁的最大压应力出现在筒壁的内表面，压应力按下式计算式中卷筒壁压应力钢丝绳最大静拉力卷筒壁厚绳槽节距应力减小系数，在绳圈拉力作用下，筒壁产生径向弹性变形，使绳圈紧度降低，钢丝绳拉力减小，般取多层卷绕系数，取许用压应力，对钢，为钢的屈服极限。材料选用，强度符合要求，钢丝绳在卷筒上的采用压绳销固定。卷筒的结构如图所示。图卷筒的结构.钻桅部分的设计计算及有限元分析钻桅是旋挖钻机的主要承力构件，对整机的安全作业起着重要作用。钻桅为动力头和钻杆等提供支承和导向，抗冲击振动，应具有良好的刚性和稳定性。普通履带式旋挖钻机钻桅由滑轮架上节中节下节组成，主截面采用大圆角箱形截面，通过钢销连接成可折叠式结构，以减少运输状态整机长度和高度。加压油缸的缸体前端铰接于钻桅上，油缸活塞杆铰接于动力头托架上。通过加压油缸的伸缩，可以实现动力头对钻杆钻孔时的进给压力。加压油缸上装有平衡阀，在不向加压油缸供油的情况下，可将动力头可靠地锁定在任意位置上。钻桅起落油缸铰接于钻桅和三角架之间，通过钻桅起落油缸的伸缩，可以使钻桅处于作业或转场状态，也可调节钻桅的作业角度。本次设计的铁路公路两用旋挖钻机因钻孔深度较浅，所以桅杆可做成节，把上节中节和下节合在起，这样对于提高运输效率和增强桅杆受力状况都是有利的。钻桅的有限元分析可以分为两个步骤对滑轮架进行分析，然后列举处滑轮架固定部分的反作用力。二将列举出的反作用力加到桅杆上。滑轮架的有限元分析滑轮架主要作用是承受主副卷扬钢丝绳的载荷，其危险工况有两个是直接提钻工况。此时滑轮架主滑轮钢丝绳承受钻杆重力钻斗重力土壤重力和钻斗与土壤之间的粘滞阻力，主卷扬最大提升力达到，即滑轮架主滑轮上钢丝绳受力为，而副滑轮不受力。二是钻孔已完成，副卷扬吊钢丝笼放进孔内工况。此时主滑轮钢丝绳承受钻杆重力和钻斗重力，而副滑轮上钢丝绳达到最大力，即。工况工况时滑轮架有限元分析云图如图图滑轮架直接提钻工况下有限元分析云图工况下滑轮架有限元分析结果如表。表工况下滑轮架有限元分析结果表名称类型最小位置最大位置应力应力.节.节.，.，.位移合位移节.节.，.，.滑轮架所用材料为，其材料属性如表。表材料属性表属性名称数值单位数值类型弹性模量.恒定泊松比.恒定抗剪模量.恒定质量密度恒定张力强度.恒定屈服强度.恒定热扩张系数.恒定热导率.恒定比热.恒定由图表和表可知，工况时滑轮架最大应力为.，而材料的屈服强度为，取安全系数为，.，即在此工况下，滑轮架满足要求。工况二工况二时滑轮架有限元分析云图如图图滑轮架副卷扬最大提升力工况下有限元分析云图工况二下滑轮架有限元分析结果如表。表工况二下滑轮架有限元分析结果名称类型最小位置最大位置应力应力.节.节.，.，.位移合位移节.节.，.，.由图表和表可知，工况二时滑轮架最大应力为.，而材料的屈服强度为，取安全系数为，.，为风压，按级风计算，大小为，取.，计算得.，减速机重量。.。所以，加压油缸选型合理。.本章小结本章针对铁路公路两用旋挖钻机的多种工况，设计了铁路公路两用旋挖钻机液压系统原理图并对其主要油路进行了分析，根据其具体工况负载完成了动力头马达主副卷扬马达轨道行驶机构液压缸加压油缸等重要液压元件的选型设计。结论通过了解旋挖钻机的发展概况发展趋势优势分类及其应用前景，明确了设计机动性好运输方便动作灵活具有较大的应用价值的铁路公路两用旋挖钻机的必要性。本设计通过承载力及空间布置要求对底盘进行了选取在对比的弧形收缩式和直线收缩式轨道行驶机构后确定选择弧形收缩式在对比分析了五种液压支腿的基础上，确定了蛙式的支腿方案为减少运输高度，选择型钻桅形式在总结了钻桅的支撑机构后，选出了适合车载旋挖钻机的平行四边形加三角形钻桅支撑机构。采用有限元分析软件对轨道行驶机构的火车轮支撑杆进行了有限元分析，并利用反作用力传递法对钻桅装配体的每个零件在提钻钻孔两种工况下分别进行了静力学分析，对强度弱的部位进行局部加强，对强度富裕的部位进行优化，最终得到趋近于最优的结构。运用软件对起架变幅支撑机构进行了动力学分析，最后按最大应力情形对动臂进行了强度校核，实现了结构上的优化并得出了起架变幅油缸的速度与受力曲线，为其选型设计提供了依据。采用平衡力矩法对整机在钻孔工况提钻工况和侧向缷土工况下进行了稳定性校核，采用重心作图法在纵向工作工况横向工作工况转场行驶工况和运输行驶工况下进行了稳定度分析。分析结果可知，本车载旋挖钻机具有较高的稳定性，对施工现场地面不平度和行驶路面倾斜度具有较强的适应能力。针对车载旋挖钻机的多种复杂工况，设计了液压系统原理图并对其主要油路进行了分析并对主要液压元件进行了选型。经过毕业设计的锻炼，我的认识能力分析能力有了定的提高，表达设计思想的手段得到了加强，作为个设计者的思想逐步形成。由于时间及本人水平有限，对铁路公路两用旋挖钻机的设计仅仅是初步的。为了进步完善其设计，今后还应在以下几个方面进步开展工作对所有零部件进行有限元分析，强度校核。进步完善各个部分及液压元件的选型。对模型进行试验研究。根据试验结果进步改进设计及其建模工作。参考文献刘伟．旋挖钻机的发展及应用．建筑机械化，．郭传新，杨文军．旋挖钻机国内外发展状况及应用前景．建设机械技术与管理，．张启君．国内外旋挖钻机发展现状与结构特点分析．建设机械技术与管理．赵伟民，冯欣华，姜文革，祖海英．旋挖钻机常用钻桅截面结构的有限元分析．建筑机械化，．赵伟民，严慎波，胡长胜，战红．旋挖钻机钻桅的有限元分析．建筑机械，．赵伟民，姜文革，祖海英，胡长胜．旋挖钻机变幅角度对钻机的影响．工程机械，秦四成．刘晓敏．王雪莲．都晓梅．型旋挖钻机钻挖系统动力学分析．桥隧机械施工技术，．魏德胜．履带式长螺旋钻孔机整机稳定性计算方法．建筑机械，．燕相松．汽车起重机液压系统特性研究．滁州学院学报，．致谢本论文是在赵伟民教授精心指导耐心帮助下完成的，在此对老师表示衷心的感谢。对课题进行过程中王涛师兄和常宝平师兄的热情帮助表示深深的谢意。感谢我的家人朋友在我的学习和生活上提供帮助。最后感谢在学习生活中给予我关心和帮助的所有老师和同学们。目录第章概述.引言.国内外旋挖钻机的发展状况.铁路公路两用旋挖钻机的优越性.本章小结第章铁路公路两用旋挖钻机结构设计.铁路公路两用旋挖钻机方案的确定.铁路公路两用旋挖钻机的总体设计.本章小结第章铁路公路两用旋挖钻机主要部分的计算与分析.轨道行驶机构的设计计算.主卷扬部分设计计算.钻桅部分的设计计算及有限元分析.动臂部分的静力学分析.本章小结第章整机稳定性计算.整机稳定性校核.整机稳定度分析.本章小结第章液压系统设计.液压系统设计.液压系统图.重要液压元件的选型.本章小结结论参考文献致谢.