无轨门式起重机关键技术研究

发布时间：2017-12-07 02:22

  本文关键词：无轨门式起重机关键技术研究

  更多相关文章： 无轨门式起重机 静力学分析 模态分析 主梁优化 轨迹仿真

【摘要】：无轨门式起重机属于无轨运输体系中的一部分,可用于地铁隧道建设期间的管片、预制仰拱、管片衬板等安装,以及地铁运营期间隧道的管片维护。在结构上,无轨门式起重机采用了更先进的机械臂和行走方式,因为在隧道曲面上运行,采用了倾斜式行走轮系,以轮边减速器控制车速。本论文针对无轨门式起重机的特殊结构,并结合中铁第五勘察设计院集团有限公司的课题“全断面多功能地铁隧道预制构件安装设备及施工工艺研究”,运用虚拟样机Solidworks、ANSYS Workbench和ADAMS软件开展了三维建模及数值仿真研究,对研发的无轨门式起重机主要研究以下内容:(1)根据起重机的工作要求以及地铁隧道直径,计算起重机的尺寸参数,在Solidworks中建立三维几何模型。(2)基于无轨门式起重机施工过程中确定的四种危险工况,在ANSYS workbench中进行静力学分析,得到最不利工况的最大应力为102.57 MPa,与许用应力175 MPa相比还有很大的余量,故该设计满足安全性,但有必要进一步进行优化设计。(3)基于起重机最大应力的工况,在ANSYS workbench中对主梁的厚度进行优化设计。Shape Finder模块计算出可去除面积,经过反复静力学分析得到最优解,主梁的板厚由12 mm降低到8 mm时,起重机的最大应力144.89 MPa,小于但接近许用应力,并且起重机整体质量降低了17%,对比优化前后可知不仅起重机轻量化,整体应力分布趋于均匀,材料利用更为充分。(4)针对优化后的模型为最终研究对象,对其进行模态分析,得到起重机基频为12.309 Hz,该频率有效避开了电葫芦和轮边减速器的自振频率满足能够有效防止共振的设计要求。(5)结合无轨门式起重机在隧道中的实际运行条件,将起重机的三维模型导入ADAMS中进行动态运行性能分析,得到该起重机在X、Y、Z三个方向运行的动态位移、速度和加速度,上述指标表明,起重机可以在隧道中平稳运行,正常工作时不倾覆。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH213.5

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本文编号：1260826