高原环境下小断面隧道用凿岩台车液压系统设计与钻臂轻量化研究

发布时间：2017-08-06 19:30

  本文关键词：高原环境下小断面隧道用凿岩台车液压系统设计与钻臂轻量化研究

  更多相关文章： 凿岩台车 高海拔 小断面隧道 负载敏感 AMESim 钻臂轻量化

【摘要】：随着我国国民经济的快速发展,隧道施工在我国的快速交通建设过程中也起到了越来越重要的作用,并朝着快速化、精度化的方向发展。凿岩台车在我国的钻爆法隧道施工的过程中起着极其重要的作用。本文针对高原环境下的小断面隧道施工用的凿岩台车进行设计研究工作,主要研究内容如下:首先,根据设计要求进行凿岩台车整体设计,完成了其主要工作机构的计算设计,包括推进系统及凿岩机等机构的选型,确定了凿岩台车的技术参数。其次,分析凿岩台车液压系统需求,针对国内凿岩台车液压系统存在的问题,并根据产品实际工作的高海拔特性及小断面隧道工况,考虑到运输便捷性及产品节能性,采用负载敏感液压系统,并进行了关键元件的计算选型。再次,利用AMESim仿真平台建立凿岩台车凿岩机回转系统的仿真模型,通过仿真验证了凿岩台车的负载敏感液压系统回转回路的调速性能;并进行了多负载模型的仿真分析,结果表明,执行元件的压力和流量符合其性能参数的设定,验证了系统性能、元件选型、参数设置的合理性。最后利用ANSYS Workbench对钻臂模型进行静力学分析,表明钻臂的刚度及强度满足要求,为实现钻臂轻量化需要进行拓扑优化分析,去除多余材料,并对优化后的模型进行静力学仿真,对比可知,优化后钻臂重量降低13%,实现了钻臂轻量化目标。
【关键词】：凿岩台车 高海拔 小断面隧道 负载敏感 AMESim 钻臂轻量化
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.32
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• abstract6-15
• 变量注释表15-18
• 1 绪论18-27
• 1.1 选题背景18-19
• 1.2 凿岩台车国内外研究状况19-24
• 1.3 负载敏感技术应用与研究现状24-25
• 1.4 凿岩台车存在问题与研究意义25-26
• 1.5 课题研究目的26
• 1.6 论文主要工作26-27
• 2 凿岩台车整体设计及计算27-38
• 2.1 主要设计参数27
• 2.2 整体结构方案设计27-29
• 2.3 推进系统设计29-31
• 2.4 液压凿岩机31-36
• 2.5 凿岩台车钻臂36-37
• 2.6 凿岩台车技术参数37
• 2.7 本章小结37-38
• 3 凿岩台车液压系统研究设计38-50
• 3.1 凿岩台车液压系统需求38
• 3.2 凿岩台车液压系统原理图38-45
• 3.3 液压系统关键元件计算及选型45-48
• 3.4 本章小结48-50
• 4 凿岩台车液压系统性能仿真与分析50-68
• 4.1 负载敏感系数学建模及分析50-57
• 4.2 液压系统模型及仿真分析57-66
• 4.3 本章小结66-68
• 5 基于ANSYS Workbench的钻臂轻量化设计68-80
• 5.1 ANSYS Workbench简介68-70
• 5.2 静力学模型的建立及仿真70-74
• 5.3 钻臂的拓扑优化分析74-78
• 5.4 本章小结78-80
• 6 结论与展望80-82
• 6.1 结论80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 作者简历86-88
• 学位论文数据集88

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本文编号：631190