45吨旋挖钻机伸缩式履带行走装置设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 45吨旋挖钻机伸缩式履带行走装置设计 摘要： 旋挖钻机施工工艺在我国是近几年才推广使用的一种较先进的桩基施工工艺。广泛应用于我国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工 。本次设计主要对履带式液压旋挖钻机伸缩式履带行走装置分析与设计。首先通过比较旋挖钻机的两种行走装置方案的特点，确定行走装置方案，其次根据旋挖钻机的行走阻力，确定发动机的功率，再次根据受力情况对行走装置进行结构设计，最后完成其 三维建模。本设计中应用了 三维建模， 减少了设计周期和 设计失误，提高了设计效率；从而 降低了设计成本，具有可 行性 。 关键词： 伸缩式履带行走架；支撑梁； 三维建模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 5 he of is a of in in It is in of by of to to to 3d 3d in my in to of is of 3d 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目 录 第一章 绪 论 . 1 挖钻机的介绍 . 1 挖钻机发展概况 . 1 外发展概况 . 1 内发展概况 . 2 . 4 第二章 履带行走架的介绍 . 5 . 5 . 5 . 6 . 8 . 9 . 9 . 9 . 9 . 10 . 10 第三章 履带行走架的设计计算 . 11 . 11 . 11 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 . 15 核 . 16 . 18 . 19 第四章 基于 伸缩式履带行走装置的建模 . 22 4 1 的简介 . 22 4 2 支撑架的建模 . 24 第五章 结 论 .考文献 . 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第一章 绪 论 挖钻机的介绍 旋挖钻机是一种适合在建筑基础工程中进行成孔作业的施工机械，具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、一机多用、机动灵活、施工效率高及环境污染小等特点，能够适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围较广，其工作环境温度一般在20 C 40 C 之间。配合不同钻具，可适应于干式（短螺旋）、湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）条件下的成孔作业。对干 硬性黏土层采用无稳定液护壁的干式旋挖工法，而一般的覆盖层则采用静态泥浆护壁的湿式旋挖工法，旋挖钻机广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等地基基础钻孔灌注桩工程。 挖钻机发展概况 外发展概况 旋挖钻机在二战以前首先在美国卡尔维尔特公司问世，二战之后在欧洲得到发展，欧洲的旋挖钻机首先是意大利土力公司从美国引入安装在载重汽车上和履带式起重机上的钻机，但这种钻机的动力头是固定式的，而且不能自行设置套管且难以适应硬质土层。 1960年德国维尔特和盖尔茨盖特公司同时开发了可动式动力 头，之后德国宝峨公司于 1975 年研制了配有伸缩钻杆的 钻机。该钻机不仅易于配套摇管装置和直接从底盘提供动力，而且其可锁式钻杆能可靠地实现钻杆加压，在增大钻机扭矩后能适应紧密砂砾层和岩层钻进，由于该钻机具有以上优点，得到了广大用户的认可，进而促进了旋挖钻机的发展。后来随着技术进步和作业功能的扩大，旋挖钻机特别是配置可动式动力头的旋挖钻机在灌注桩施工机械中成为主流产品，因此生产的厂家也越来越多。独立式的主要生产厂家有：德国的宝峨、维尔特、德尔马克、利勃海尔、 ，意大利的土力、卡萨格兰特、意马、迈特、 ；生产附着于履带起重机上的钻机主要有德国的利勃海尔、宝峨公司，意大利的土力、卡萨格兰特公司和英国的 前欧洲的旋挖钻机一般都设有摇管装置以及由两个或三个液压马达驱动的大扭矩动力头（可配备套管连结器）和采用恒功率变量自动控制的液压系统，还有自动内锁互扣钻杆及先进的监控仪表（如发动机和液压系统自动监测和报警系统、钻孔深度显示、立柱自动测斜纠偏装置）等，同时也配有各种保险装置（如防止带负载起动装置，卷扬机超高限位装置等），但各家公司的旋挖钻机都有自己的结构特点。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 旋挖钻机在日本被称为土钻，最早于 1960 年从美国卡尔威特公司引入日本并进行施工。同年加藤制作所开发了 15旋挖钻机，以后又研制了可以配套摇管装置和抓斗的多功能钻机。日立建机于 1965年利用挖掘机开发了装有液压加压装置的旋挖钻机，1974 年又利用液压履带起重机研制了液压马达驱动的钻机。到 80 年代，住友建机开始与意大利土力公司合作。 1981年日立建机公司为提高单桩承载力研制了扩底钻头，随后日本车辆公司等也开发了扩底钻头，这样使旋挖钻机进入了钻孔扩底灌注桩施工领域，以后德国宝峨公司的进入和日立建机与住友建机的结盟又促进了旋挖钻机技术的进一步 发展。目前在日本生产的旋挖钻机有两种类型，一种是以日本土力和日本宝峨生产的欧洲流行的方型立柱加连杆机构的独立式旋挖钻机；一类为日本车辆，日立建机和住友建机等公司生产的以履带起重机为主的附着式旋挖钻机。他们的特点是作业范围相对较大，并具有一机多用功能，钻孔直径一般为 m（扩底达 钻孔深度最大为65钻机扭矩比欧洲类型的低，例如日立 住友重机公司最新推出的超低噪声旋挖钻机，钻孔直径 大钻深 48m，最大扭矩 机采用伸缩式履带和箱型两节伸缩臂，特 制的动力头支持方式可减少钻杆轴向和径向摆动，采用常闭式变量马达以达到小负荷时速度快、大负荷时产生足够的扭矩的目的，液压油泵为功率自调变量，以保证恒定功率输出，同时整机机动性好，能在城市或狭小场地施工。日本的生产厂商主要有日本日立、日本日车、日本神钢等。 内发展概况 20世纪 80年代末至 90年代初，国内一些施工企业看到了旋挖钻进技术在基础施工中体现出的巨大优势，逐渐从国外引进旋挖钻机。此时，一些国外的旋挖钻机制造商也纷纷在中国设立办事处，向中国的基础工程施工行业宣传旋挖钻机及旋挖钻进施工技术。我 国在 80年代初从日本引进过工作装置，并配装在 津探矿机械厂于 1984 年引进美国 司的旋挖钻机并对其进行了消化吸收。 1987 年在北京展览馆首次展出了意大利土力公司（ 品， 1988 年北京城建机械厂根据土力公司的样机开发了 径的履带起重机附着式旋挖钻机。 1994 年郑州勘察机械厂引进了英国 司附着式旋挖钻机的生产技术，但没有形成批量生产。宝峨公司1992 年在中国北京设立了代表处，开始对华的业务，并于 1995 年在天津成立了独资子公司 司，组装适合中国市场的宝峨 旋挖钻机。 1998年宝峨公司又在上海成立了中德合资上海宝峨金泰工程机械股份有限公司，生产组装然如此但由于种种原因，旋挖钻进技术在我国的发展一直比较缓慢，到 90年代末期，我国旋挖钻机的拥有量也就 100 台左右，而且就是这为数不多的钻机，也没有完全用于生产施工，许多企业购置施挖钻机后，由于运行成本较高，并未用于生买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 产施工中，仍然采用一些传统的方法进行施工。 最近几年来，随着我国基础工程行业的投资不断加大，市场竞争不断加剧，基础工程施工行业逐渐认识到了旋挖钻 进技术的优越性，使得这一技术在我国的发展非常迅速。国家建设管理部门也逐步意识到旋挖钻机的诸多优势，并制定了一些鼓励政策，这些政策对设计、监理和施工单位等产生了层层影响。在这种大背景下，原有的成孔设备因其低效、高噪、不环保等因素将逐步被淘汰，而旋挖钻机凭借作业时的明显优势（效率高、环保、安全等），已成为大批重点工程业主的指定施工设备。仅 2001 年一年，某国外旋挖钻机制造商在我国就销售了近二十台旋挖钻机，而在前几年，其每年的销售数量只有几台；某国内旋挖钻机生产企业也销售了十几台，这一数量对于刚刚起步的国内旋挖钻 机生产企业来说，预示着非常好的前景。在上海浦东八百伴大厦基础灌注桩工程中全部采用了旋挖成孔法施工并取得成功，这在国内起到了推动作用；在北京五环路的基础施工中，旋挖钻机已占了绝大多数，最多时达到了几十台。国家重点工程青藏铁路大规模施工于 2001 年正式启动，在青藏铁路格拉段施工段，地层多是永冻的土层、砂砾、不规则泥页岩，还有软硬互层灰岩，有的冻土厚度达到百米以上，在这种情况下中铁集团采用了旋挖钻进施工工艺。从 2002 年 3 月开始，大量的旋挖钻机进入青藏铁路线施工，最多时有 120 台旋挖钻机同时在进行桥桩施工。青藏铁 路旋挖钻机的大量使用引起了施工和生产制造企业的格外关注，这无疑推动了旋挖钻机及旋挖施工技术的开发和应用。 2000 年徐工集团 钻机研制成功，最大成孔直径 2m、最大钻深 60m，有多台分别在青藏铁路和北京的工程中使用。 2001 年北京经纬巨力工程机械有限公司研制成功 旋挖钻机，参加了青藏铁路建设的施工。 2003 年 3月三一重工研制成功履带可伸缩的 旋挖钻机，先后在青藏铁路、北京银泰大厦、鞍钢高炉、天津、南京等工地接受了施工考验。 2003 年 6月杭州天锐机械有限公司 大成孔直径 2m、最大钻深 62m，应用于青藏铁路建设。 2003 年 9月石家庄煤矿机械有限责任公司与芬兰永腾公司合作生产出 旋挖钻机，在山东淄博胶济快速铁路工程中施工。 2004年在北京奥运国家体育馆建设工地一次使用各厂家旋挖钻机 16 台。由于受青藏铁路、北京奥运、上海世博会工程的拉动，给旋挖钻机提供了一个巨大的发展空间，近三年我国的旋挖成孔法的大量采用，旋挖钻机使用量增加，特别是 2003 年许多厂家的旋挖钻机相继研制成功，大大地推动了旋挖钻机的生产和应用。目前，国内各种型号旋挖钻机 市场拥有总量约为 500多台，其中国产旋挖钻机占 15左右，国外二手旋挖钻机约为 20。由此可见，旋挖钻进技术在我国的发展前景是非常广阔的，据有关人员预测，在今后几年内，我国旋挖钻机的拥有量将达到目前的 3倍以上。在如此大好前景下，国外的旋挖钻机制造商纷纷看好中国这一巨大市场，向中国宣传、销售其旋挖钻机。国内的一些企业也通过引进、消化、吸收国外技术，开始制造旋挖钻机，使得最近几年我国旋挖钻机技术取得了快速发展。目前可供选择的旋挖钻机性买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 能范围非常大，就最主要的性能参数 孔径而言，各个厂家主导产品的最大钻孔直径均 在 间，而钻孔灌注桩的最常用桩径一般为 虑到安全储备系数，这类孔径的钻机对于施工这种桩径是非常适合的。另外，有些厂家生产的钻机孔径范围非常大，小型的有最大钻孔直径为 1m 的，大型钻机孔径可达到 3m，为用户提供了一个非常宽的选择范围，适应了不同工程的需要。各厂家钻机采用的加压方式也各不相同，各有优势，主要体现在钻杆的形式上：摩阻式伸缩钻杆在软土层钻进效率较高；机锁式钻杆适于钻进硬岩层，但对操作的要求较高，需找到加压点加压；自锁铠式钻杆，可随时加压，传递扭矩效果好。 国内目前生产 旋挖钻机的厂商有十余家，主要有徐工科技、三一重工、北京经纬巨力、河北石家庄煤机、湖南山河智能、杭州天锐、北方重汽、哈尔滨四海、郑州金牛、连云港黄海、兰州通用、新河钻机等 。 本文以长沙三一重工有限公司的 液压旋挖钻机整机为研究平台，针对 伸缩式履带行走架 这一子项目 为研究对象。课题组在广泛调研的基础上，瞄准国际知名液压旋挖钻机的技术水平，结合具体国情，吸收国内外同类液压钻机的优点，研制开发出先进、可靠、实用、具有竞争能力的液压旋挖钻机 。在设计的过程中，我利用互联网向知名生产工厂详细 地了解了液压挖机的工作状态、工作环境和使用要求，对现有的液压 挖机状况摸底，查阅有关资料 。 本课题采用计算机辅助设计的技术，利用 参数化建模，进一步缩短了设计周期，降低了设计成本，有助于促进了设计工作的规范化、系列化和标准化，从而提高该产品设计开发能力。 本课题的主要内容是设计伸缩式履带行走架，对履带架的支撑梁经行静力分析，设计其尺寸大小，并经行校核。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第二章 履带行走架的介绍 点 （ 1）支承面积大，接地比压小。例如，履带推土机接地比压为 轮式推土机的接地比压一般为 此，履带推土机适合 在松软或泥泞场地进行作业，下限度小，滚动阻力也小，通过性能较好。 （ 2）履带支承面上有履齿，不易打滑，牵引 附性能好，有利于发挥较大牵引力。 （ 3）结构复杂，质量大，运动惯性大，减振功能差，使得零件易损坏。因此，行驶速度不能太高，机动性能差。 履带行走装置是整台机器的支承底座 ,用来支承钻机的所有机构 ,承受工作装置工作过程中所产生的力 ,并可以作短距离转场行走。履带式行走装置如图 1 所示 ,由履带、行走减速机、驱动轮、行走架 、支重轮、托链轮、张紧装置、引导轮等组成。行走装置的动力由行走液压马达经行走减速机传到驱动轮 ,带动履带使整个行走装置运行。当运行一段时间后 ,履带由于磨损而伸长时 ,可由张紧装置调整其松紧度。如调整后仍然较松时 ,可拆掉一节履带再调整。 图 1履带行走装置结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1履带 ;2行走减速机 ;3驱动轮 ;4行走架 ;5支重轮 ;6托链轮 ;7张紧装置 ;8引导轮 走架 行走架是履带行走装置的承重结构 ,一般由底架和履带架组成 ,通常由高强度钢板焊接而成。工程钻机用履带行走装置的行走架通常有组合式和整体式两 种。 (1)组合式行走架 组合式行走架底架为框架结构 ,横梁一般为焊接的箱形梁 ,履带架通常采用下部敞开的“门”形截面 ,下面安装支重轮 ,一端安装行走减速机和驱动轮 ,另一端安装引导轮。组合式行走架可做成可伸缩式履带行走装置。 可伸缩式履带行走装置一般应用于 10 吨米以上的旋挖钻机 ,大型挖掘机、履带式起重机、地下连续墙抓槽机等大型设备 ,这些设备要求作业时稳定性要好 ,需要将履带向外伸出增大支承面 ,提高作业稳定性 ,运输时将履带收回减小运输尺寸 ,有的特大型设备运输时还需要将两个履带架拆下 ,以减小运输尺寸和单件运输重量。 组 合式行走架形式有多种 ,但主要应用的有两种 :一种是将横梁与行走架底架焊接为一体 ,履带架上出方孔 ,将横梁插入履带架方孔中 ,通过伸缩油缸实现履带伸缩 ,见图 2。国内三一重工、宇通重工、福田重工、南车时代重工、滨州锻压等生产的旋挖钻机均采用这种履带行走装置 ;抚挖、三一重工、徐工等生产的履带式起重机亦采用这种履带行走装置。另一种是将横梁分别焊接在左右履带架上 ,行走架底架上出方孔 ,将横梁插入方孔中 ,通过伸缩油缸实现履带伸缩 ,见图 3。国内徐工、山河智能 ,国外意大利土力、卡萨格兰地等生产的旋挖钻机均采用这种形式。此种形式又有 多种结构。如 ,前后伸缩式和大小套筒伸缩式等。 图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 履带架上出方孔的行走架 图 3 行走架底架上出方孔的行走架 (2)整体式行走架 目前工程钻机常用的整体式行走架有 型两种 ,根据使用要求的不同 ,又有带回转支承和不带回转支承之分 ,见图 4、图 5。 图 4 H 型行走架结构简单 ,成本低 ,制造容易 ,但相对承载能力较小 ,一般用在对承载力要求不高 ,尤其只作为辅助行走之用 ,钻机钻孔时行走架不受力或受力较小的钻机。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 5 X 型行走架结构复杂 ,制造难度大 ,材料利用率低 ,成本高 ,但行走架 承载能力大。一般用在对承载要求高的钻机 ,尤其由履带底盘承受工作载荷的钻机。 带 目前常用的履带主要有整体式履带、组合式履带和橡胶履带 3种。 (1)整体式履带 整体式履带是在履带板上带啮合齿 ,直接与驱动轮啮合 ,履带板本身即为支重轮等轮子的滚动轨道 ,履带板之间用销轴连接。这种履带一般在大型挖掘机和履带式起重机上应用较多。整体式履带的履带板大多数为铸造履带板 ,其特点是制造方便 ,拆装容易。 (2)组合式履带 组合式履带由链轨、履带板、销子和衬套等组成。链轨和履带板用螺栓连接。其特点是使用寿命高 ,履带节距 小 ,绕转性好 ,不会因履带板损坏、衬套开裂或连接螺栓剪断而中止行走。此外 ,组合式履带零部件通用化程度高 ,制造成本低 ,维修方便 ,维修成本低。缺点是连接螺栓易折断。组合式履带的履带板有三筋式、两筋式和单筋式 3 种 ,工程钻机目前主要使用三筋履带板。 (3)橡胶履带 橡胶履带的特点是噪音低、振动小、不损坏路面、接地比压小、速度快、重量轻。它主要应用在经常在城市施工和经常在公路上行走的设备。近几年在国内工程机械、农林机械、工程钻机、筑路机械方面得到了广泛应用 ,如小型挖掘机、农机、小型钻机等。其缺点是维修成本高 ,一旦履带损 坏需要更换整条履带。因此在使用橡胶履带设备时应特别注意。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 重轮 支重轮 (图 6)主要承受钻机的重力以及工作装置对钻机产生的外力。在行走时还要承受由于路面不平而产生的冲击 ,而且工作环境恶劣 ,经常在泥水或尘土中行走。因此 ,要求支重轮密封可靠 ,承载能力大 ,表面耐磨。目前支重轮常用浮动油封来密封 ,其结构简单 ,密封效果好 ,使用寿命长 ,通常在一个大修期内不需加油 ,减少可维护保养的工作量。 图 6 支重轮结构图 导轮 引导轮的作用是在行走时引导履带正确绕转 ,防止履带跑偏和脱轨。引导轮一般布置在在钻 机的前部 ,其密封形式一般也采用浮动油封密封。 动轮 驱动轮的主要作用是将行走减速机的动力传递给履带 ,带动履带行走。对驱动轮的主要要求是啮合平稳 ,即使在履带因销套磨损时仍能很好啮合。驱动轮通常放在钻机的后部 ,这样既可缩短履带驱动段的长度 ,减少功率损失 ,又可提高履带的使用寿命。驱动轮有整体铸造、齿圈和轮体分开铸造及锻造 3 种形式。后两种由于制造较为复杂 ,且成本高 ,通常较少使用 ,目前主要使用整体铸造驱动轮。 链轮 托链轮主要用于托起上部履带 ,防止履带过度下垂。托链轮的结构与支重轮类似 ,但其所 受载荷要比支重轮小得多。因此 ,在托链轮数量的布置上要比支重轮少得多 ,一般每条履带布置 1相邻两个托链轮之间的距离一般为链轨节距的 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 紧装置 张紧装置 (图 7)的主要功能是保持履带具有一定的张紧度 ,减小行走时的冲击载荷和额外的功率消耗。张紧装置通常与引导轮一起使用 ,其形式多种多样。但目前常用的主要是液压张紧 ,通过手摇泵对张紧装置压注黄油 ,由油缸和柱塞对导向轮位 置进行调节来达到履带的张紧。 张紧装置的弹簧在预紧后要有适当的缓冲行程 ,以便当石块等硬物夹于轨链、引导轮、驱动轮之间产生过 大张紧力时 ,可以压缩弹簧 ,使履带松弛 ,起到保护装置的作用。如果履带太紧 ,可拧开注油嘴 ,从油缸中放出部分黄油进行调整。设计时 ,应使引导轮前后调整的距离大于履带节距的一半 ,以便在履带伸长较多时可以拆掉一节履带仍能连接起来。在选择张紧装置时 ,应考虑张紧装置的预紧力与行走减速机的驱动力相匹配。预紧力既不能过大 ,也不能过小。预紧力过大起不到缓冲作用 ,预紧力过小 ,在行走时容易出现抖动而造成行走不稳定 ,而且容易在履带张紧时将弹簧压死。 图 7 张紧装置结构图 本文设计了两种行走架的方案 。 方案一：此方案选用整体式行走架，履带架和底盘是一个整体，这个方案的特点为行走架结构简单 ,成本低 ,制造容易 ,但相对承载能力较小 ,一般用在对承载力要求不高 ,尤其只作为辅助行走之用 ,钻机钻孔时行走架不受力或受力较小的钻机。 方案二：此方案选 用组合式行走架，组合式行走架可分为伸缩式行走架和非伸缩式行走架。可伸缩式履带行走装置一般应用于 10 吨米以上的旋挖钻机 ,大型挖掘机、履带式起重机、地下连续墙抓槽机等大型设备 ,这些设备要求作业时稳定性要好 ,需要将履带向外伸出增大支承面 ,提高作业稳定性 ,运输时将履带收回减小运输尺 寸 ,有的特大型设备运输时还需要将两个履带架拆下 ,以减小运输尺寸和单件运输重量。 由于三一的 液压旋挖钻机总的工作重量为 45T，属于较重的车型，又根据运输的需要和实际工作情况的需要，故选择伸缩式履带行走架。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第三章 履带行走架的设计计算 算接地比压 履带行走装置的尺寸和接地比压的确定 ,主要考虑的是钻机工作质量、行走时的工作条件、行走速度等。由于工程钻机的行走大多是辅助功能 ,行走速度较慢 ,一般在选择或设计履带行走装置时主要考虑钻机的质量和驱动能力。在确定钻机的 接地比压时主要考虑钻机行走的地层条件 ,再根据接地比压确定履带行走装置的尺寸。目前 ,工程钻机主要考虑的是平均接地比压 ,其计算公式为 : 2中： p 履带平均接地比压 ( m 钻机的工作质量 ( b 履带的宽度 (m); L 履带的接地长度 (m); g 重力加速度 (g=m/ 钻机的工作质量 m=45000带的宽度 b=带的接地长度 L= 2 4 5 0 0 0 9 . 8 0 . 12 0 . 7 3 . 1 5 M P a 最大接地比压的计算， 根据图 8,一条履带上所受的载荷为 G,偏心距为 e,则履带两端的最大比压为：m a b L L。履带两端的最小接地比压为：m a b L L买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 8 最大接地比压计算简图 m a b L L式中： G 钻机的工作重量 b 履带的宽度 (m); L 履带的接地长度 (m); e 重力的偏心距（ m） m a 0 0 0 9 . 8 6 0 . 610 . 7 3 . 1 5 3 . 1 5P 走牵引力的计算 （ 1）总牵引力 由式 3600得 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1 2 0 0 . 8 5 3 6 8 . 2 31 0 0 0 1 / 3 6 0 0T 式中 P 发动机功率， P=120 传动到驱动轮的总效率， ； 行走速度， ； 泵或马达的变量系数（如采用定量泵和定量马达，则取）。 （ 2）履带行走阻力的确定 1）由于挤压土壤造成的运行阻力 在坡道上时： c o sd s dF m g式中 d 运行比阻力系数， ； m 机器的工作质量， m=45000 预设的爬坡角度， =30。 所以 45000 =平道时： d45000 8200N 2)坡道阻力 sF=45000 =220500N 3)风载荷造成的阻力 wF=中 q 风压， q=250 A 迎风面积， A=m 。 50 625N 4）不稳定运动时的惯性阻 力 45000 410N 所以，坡道行驶外部阻力为 sF+wF+纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 20500+1625+4410=302道行驶外部阻力为 wF+8200+1625+4410=943)内阻力 的计算 1)驱动轮与履带的啮合阻力11 d=d为履带板与驱动轮啮合效率。 1（ =)驱动轮、导向轮轴与轴套的摩擦阻力2 挖土机前进时 20F） 中 0F 对于履带上分支悬垂所造成的张力，取0F= 轴颈中的摩擦系数， = d 驱动 轮和导向轮的轴颈直径， d= D 驱动轮的节圆直径， D= 2 )履带轴销的摩擦阻力3轮 驱动，前进行驶） 3,01( 3 ) 式中 d 履带销轴直径， d = 1 履带销轴中的摩擦系数，1= Z 驱动轮的齿数， Z=27； t 履带板的节距， t=20 3( 1 8 4 . 1 3 1 8 . 4 ) 0 . 2 5 4 . 4 52 7 2 0 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 4)支重轮滚动阻力和轴颈摩擦阻力4 40( 2 ) = 45000 ( 0 . 0 8 1 0 . 2 2 0 . 0 5 ) =中 m 整机工作质量， m=45000 2 轴颈的摩擦系数，2= f 滚动摩擦系数。 f= 0d 支重轮轴颈的直径，0d= 0D 支重轮直径，0D= 两条履带的内阻力总和为 2 3 42 ( )n n n F F =2 （ =634)履带行走装置牵引力验算。 1)在坡道上行驶的总阻力 sF=es 302+63=365)在平道上行走的总阻力 4+63=157计算结果可知，上坡行驶65牵引力满足条件。 重轮数量的计算 由公式得 m a x 1 2m a L l 式中 k 对支重轮重量的修正系数， k= 履带的接地长度（ m） 1l、2l 最后端的支重轮轴与驱动链轮轴及导向轮轴之间的距离 地面的最大允许比压 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 履带节距（ m） 桩机既可使用于密实的干黄土，也可用于普通粘土，根据这些条件，地面的最大允许比压为 了保证旋挖钻机不下陷，取 1 . 3 0 . 4 3 . 1 5 0 . 6 7 0 . 60 . 6 0 . 2 0 3n 圆整为 7，所以支重轮的个数为 7个。 在实际情况中履带架伸缩梁的受力情况十分复杂，这里将其简化为向下的压力与扭矩，受力情况如下图所示 ，由图可知，该梁的一端焊接在履带架上，一端是悬空的，方便插入底盘内，故可以将其简化为悬臂梁的模型，如图 9所示。 图 9 简化模型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 10 剪力、弯矩、扭矩图 旋挖钻机的上半车身重量为 28t，假设质量作用在底盘的几何中心上，每根梁承担的重力为 上半车身重量的 四分之一。 由扭矩的计算公式 T 得： 式中： F 作用在梁上的力， X 梁到底盘中心垂线的距离。 F= 328 10 =68600N X=以 6 8 6 0 0 0 =34300。 经受力分析得该梁的剪力 Q=G=68600N，弯矩为 M=的剪力图、弯矩图如图所示。 由图 10可知，危险截面在梁的焊接处，故对此处进行校核。 由式 221 0 . 7 5得： 式中： W 截面图形的抗弯截面模量， M 力对梁的产生的弯矩， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 T 受力的作用梁产生的扭矩。 26，该梁的 b=h= 所以 20 =8600 =75460 将个数据带入公式得 221 7 5 4 6 0 0 . 7 5 3 4 3 0 00 . 0 0 1 3 =了保证梁的安全性，由上述计算的结果，选择高锰钢做为梁的材料。 螺纹连接的受力情况可分为两种，一种是受横向的剪切力，一种是受轴向的作用力。旋挖钻机履带架下的螺纹连接用于连接支重轮和履带架，故受到以轴向作用为主的力。 旋挖钻机的总的工作质量为 45T，每一边的履带架上有 7个支重轮，总的支重轮数为 14个，故 每个支重轮承受的力为 1 4514T。旋挖钻机工作时有不稳定的载荷，所以残余预紧力1F=（ F。 螺栓受到的总力为21F F F式中：1F 残余预紧力 ； F 螺栓承受的工作载荷。 F= 1 4514T=2141500N， 取1F=F=1500 =25200N 故螺栓受到的总力为21F F F=25200+31500=56700N 式中：2F 螺栓的总拉力； d 螺栓的直径 ， d=22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 考虑到螺栓在总拉力2将总拉力增加 30%以考虑扭转切应力的影响。 2F = 2F + 230%F =56700+30% 56700 =82710N 21 2 7 1 00 24 =据此结果选择中碳钢做为螺栓的材料。 栓的校核 螺栓的最大应力计算安全系数为 1 m i nm i 式中：1 螺栓材料的对 称循环拉压疲劳极限， 见表 1， 试件的材料常数，即循环应力中平均应力的折算系数，对于碳素钢，=于合金钢，= K 拉压疲劳强度综合影响系数，如忽略加工方法的影响，则 ，此处k 为有效应力集中系数， 见表 2， 为尺寸系数，见表 3； S 安全系数，见表 4 最小拉应力为 04式中：0F 预紧力； d 螺栓的直径。 02 ，式中 取 0 5 6 7 0 0 0 . 3 3 1 5 0 0F =47250N m i n 2472500 24 =124文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 应力幅为 22ba C C d = 22 3 1 5 0 00 2 =12 1螺纹连接件常用材料的疲劳极限 材料 疲劳极限 /料 疲劳极限 /11110 5 160220 170220 220300 120150 120160 170220 45 4050340 320440 190250 240340 其中 k=6K = 2 材料的B/00 600 800 1000 k 3螺纹连接件的尺寸系数 直径 d/ 16 20 24 28 32 40 48 56 64 72 80 1=200= 2 2 0 0 5 . 1 3 0 . 2 1 2 45 . 1 3 0 . 2 2 1 2 1 2 4 =以此螺栓安全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 表 4 螺纹连接 的安全系数 S 受载类型 静载荷 变载荷 松螺栓连接 螺栓连接 受轴向及横向载荷的普通螺栓连接 不控制预紧力的计算 16 30 60 16 30 60 碳钢 5 4 4 碳钢 金钢 5 合金钢 1010 控制