可调导板式液压抓斗装置与控制机构的研究

发布时间：2020-04-06 23:07

【摘要】： 可调导板式液压抓斗作为重要的地下连续墙施工机械,广泛应用在各种深基础、防渗墙、挡土墙等基础施工当中。由于其工作载荷复杂多变,因此其机械性能、安全可靠性等备受关注。在开发具有独立知识产权的地下连续墙施工机械过程中,传统设计方法已经远远不能满足实际需要。随着计算机技术的迅猛发展,计算机辅助工程(CAE)技术己变得日趋成熟和高效,成为开发设计工作中的重要手段。本文在全面调研、综合分析国内外地下连续墙成墙装备与技术的基础上,针对可调导板式液压抓斗装置与控制机构,利用CAE仿真技术,通过进行运动学、动力学仿真分析,确定抓斗装置的危险工况,并据此进行了可调导板式液压抓斗装置与控制机构的结构强度分析、模态分析、稳定性分析等。全文主要从以下方面进行了阐述: 首先,分析了连续墙抓斗的工作原理、结构特点以及国内外的发展概况。其次,对液压抓斗装置掘削抓取岩土的数学模型进行研究。再次,以三维软件SolidWorks为平台,创建可调导板式液压抓斗装置的三维模型。在多体动力学仿真软件COSMOS/Motin环境下,对掘削机构工作装置进行运动学和动力学仿真分析。以仿真结果为依据确定液压抓斗的最危险工况,以此工况下的载荷为边界条件,在COSMOS/Works环境下对抓斗装置进行有限元静强度分析计算和模态分析。最后,对可调导板式液压抓斗的控制机构进行安全可靠性分析,并对控制机构中的销轴和小齿轮进行疲劳强度校核,计算结果表明销轴和小齿轮的设计安全可靠。
【图文】：

过程图,连续墙,施工工艺,过程

地下连续墙是指用专用的挖槽(孔)设备，沿着预定深基础位置或原有地下构筑物周边，开挖出一个具有一定宽度与深度的沟槽(或孔)，然后在槽(或孔)内设置钢筋笼，浇筑混凝土，筑成墙段(或孔柱)，并以某种接头方式连接成一道连续的地下钢筋混凝土墙体。连续墙施工有多种施工工艺和相应配套施工设备，其中以抓斗施工连续墙工艺应用最为广泛，其施工工艺流程为：①修建导墙。在测量放样的位置开挖相应宽度和形式导墙，根据导墙的形式浇注一定配筋率的混凝土，导墙拆模后立即回填素土并夯实，以防止导墙变形不稳定。②配制护壁泥浆。一定配比的泥浆是连续墙成槽过程中防止槽壁坍塌的主要因素，直接影响混凝土的浇注和地下连续墙的质量，泥浆的配比至关重要。③开挖槽段。开挖槽段是连续墙施工的关键工序，直接影响连续墙的垂直度精度和外观质量，按照设计要求划分单元槽，用抓斗机械开挖槽段，开挖过程中要时刻注意防止槽壁坍塌和控制垂直精度。成槽完成后要清底换浆。④制作并放置钢筋笼。根据设计要求制作一定配筋量的钢筋笼，用吊车将钢筋笼放置到槽段中。⑤浇灌混凝土。钢筋笼吊放完毕应及时浇注设计要求标号的混凝土，在浇筑过程中要控制浇注速度，，以保证浇注质量。具体施工工艺如图 1.1 所示。

抓斗,机械式,钢丝绳,卷扬

钢丝绳抓斗丝绳抓斗是用钢丝绳操纵的带有可更换斗体与导向装置的置安装在具有双卷扬的起重机上，要求双卷筒上的两条钢绳连接于导向装置，用于抓斗的整体升降，称为提升绳，由钢丝绳连接于抓斗体及滑轮组，用来打开或闭合抓斗，称为动。作业时，副卷扬不转，提升绳不动，打开主卷扬制动器重开始动作张开；然后同步驱动主、副卷扬，使提升绳和闭和运动惯性插入岩土中；再驱动主卷扬提升闭合绳，抓斗逐闭合后，同时驱动主、副卷扬将抓斗提升到地面一定高度可完成挖槽作业。丝绳抓斗以意大利 SoilMEC 公司的 BF 系列和 CASAGRAN以及德国 BAUER 公司的 DSG 系列为代表[1]。
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH137.9

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