露天旋转钻机底架有限元分析及改进研究

露天旋转钻机底架有限元分析及改进研究

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文集编号: 2015012305759

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文档介绍

底架作为露天旋转钻机的主要承载部件,是用来连接工作装置与行走装置的基本部件。它不仅要安装电动机和传动装置等,而且还要承受钻机行驶和工作过程中所产生的各种力和力矩,承担着露天旋转钻机的大部分载荷,其性能直接关系到整机性能的好坏。底架的性能主要取决于底架在静态载荷和动态载荷下的响应情况,因此对底架进行静、动态响应分析不仅可以评价底架自身的性能,而且还可以作为整机的行驶平顺性等性能的评价指标。其结果可以为底架的结构改进和优化设计提供理论依据。本文从露天旋转钻机的工作状况、结构特点入手,根据云南小龙潭矿务局第五期扩建改造工程钻机研制的需要,运用有限元分析技术对露天旋转钻机底架进行了如下研究:本论文应用Solid Edge软件建立了露天旋转钻机底架的三维实体模型,并将其转换为paraso1id格式导入到有限元分析软件HyperMesh中进行网格划分、边界条件设定、加载等前处理工作,然后运用OptiStruct求解器进行计算及后处理。论文对露天旋转钻机在几种不同工况下的底架的应力和应变幅值进行了计算分析。计算结果表明,底架整体应力较低,远低于底架材料的许用应力。但是底架的变形较大,刚度还有所不足。同时结合底架的模态分析,基于有限元计算结果,提出了对底架进行改造的方案。经过分析计算表明,改造的方案适当减少了螺栓安装孔处的应力集中,减少了应变幅值,加强了底架的刚度,说明改造还是比较合理的。随后,以底架体积最小化为目标函数对底架的前支撑板等构件进行厚度尺寸寻优。经过分析计算所得的结果表明,优化后的底架上的应力、应变均能够满足许用安全值,并且底架的动态特性(模态)也能很好的满足要求。这对底架的后续改造具有一定的指导作用和参考价值。

文档标签: 工程力学
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