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隧道挖装机的设计研究

胡年孙  
【摘要】:隧道挖装机是隧道钻爆法施工中出碴的高效装备。由于其具有污染低、出碴效率高的优点,在小断面隧道施工中采用隧道挖装机可以有效提高施工进度,提高生产效率,为施工单位带来巨大的经济效益。 根据厂家提出的主参数400m3/h先对隧道挖装机各零部件进行选型和结构设计。之后进行整机总体布置,完成后对整机性能进行计算,计算了其最大牵引力、最大爬坡能力、最大行走速度、整机稳定性。还对整机的输送能力和功率匹配进行了校核。利用SolidWorks软件对整机的各零部件建立了三维模型,之后组装成整机。 对隧道挖装机的关键零部件如工作装置和行走装置进行了设计计算,计算了工作装置在挖掘和扒碴作业工况下的阻力,之后选择对工作装置不利的铲斗挖掘工况下进行受力分析。得到各铰接点的受力大小,依据整机重心不在行走装置几何中心的实际情况对对隧道挖装机的最大接地比压、转向能力进行了分析计算,以确保符合机器的实际情况,最后还利用悬链线模型对履带张紧力进行了计算和分析。 利用有ANSYS有限元分析软件对挖装机工作装置的的薄弱零件如铲斗、斗杆、动臂的结构进行强度和刚度分析,验证结构设计的合理性。 本论文的研究,为隧道挖装机的设计提供了一个全新的样例。为后续的隧道挖装机研制提供了行之有效的设计思路,具有很强的指导意义和实用价值。


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