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旋挖钻机桅杆局部焊缝疲劳寿命评估
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作者 刘超勤 孔维城 王继新 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期247-251,257,共6页
作为旋挖钻机的重要组成部分,桅杆在工作过程中是动力头和钻杆的安装依托部位,承受压力、弯矩等多种载荷的交替作用,所以采用热点应力法对某大型旋挖钻机的桅杆焊缝部位进行疲劳寿命评估。首先在有限元分析软件里面施加单位载荷,进行桅... 作为旋挖钻机的重要组成部分,桅杆在工作过程中是动力头和钻杆的安装依托部位,承受压力、弯矩等多种载荷的交替作用,所以采用热点应力法对某大型旋挖钻机的桅杆焊缝部位进行疲劳寿命评估。首先在有限元分析软件里面施加单位载荷,进行桅杆的静强度分析;为了对焊缝处进行精细化分析,将子模型技术应用到桅杆局部焊缝位置;根据热点应力的外推公式,求出焊趾处的热点应力值;在国际焊接协会IIW的焊接模型库中选出符合研究的焊接模型,进而得到修正后的S-N曲线;再根据采集并编制出的零均值一维载荷谱,进一步求出焊缝的热点应力谱;最后根据Miner线性累积损伤准则,对不同载荷作用下的疲劳损伤进行累加,计算出焊缝处的总损伤为0.573,大于0.5,所以桅杆焊缝处会发生疲劳破坏,应对桅杆和焊缝结构进行改进。该方法为旋挖钻机桅杆焊缝处的疲劳损伤和寿命评估提供了参考。 展开更多
关键词 旋挖钻机桅杆 焊缝 热点应力法 S-N曲线 疲劳寿命
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旋挖钻机钻杆振动特性研究 被引量:1
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作者 康辉梅 李志兵 +1 位作者 胡帆 高婧 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第9期16-20,共5页
为了研究旋挖钻机进行岩石钻进时钻杆的受迫振动情况,采用LS-DYNA软件求解了钻杆的三向动载荷,在ANSYS软件中进行了4节杆全伸出时钻杆的受迫振动分析,并对仿真分析结果进行了试验验证。结果表明:岩石钻进时,旋挖钻机钻杆所受三向动载荷... 为了研究旋挖钻机进行岩石钻进时钻杆的受迫振动情况,采用LS-DYNA软件求解了钻杆的三向动载荷,在ANSYS软件中进行了4节杆全伸出时钻杆的受迫振动分析,并对仿真分析结果进行了试验验证。结果表明:岩石钻进时,旋挖钻机钻杆所受三向动载荷中的轴向动载荷最大,且呈周期性变化;钻杆振动以横向振动为主,长期的振动使得钻杆加压接触面磨损,导致钻杆因受力状况恶化而损坏。根据分析结果,提出了钻杆结构设计建议。 展开更多
关键词 旋挖钻机 钻杆 振动特性 LS-DYNA ANSYS
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旋挖钻机主卷扬势能回收系统仿真与研究 被引量:1
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作者 胡帆 康辉梅 +2 位作者 戴鹏 李赛白 沈超 《机床与液压》 北大核心 2024年第1期196-201,共6页
针对旋挖钻机主卷扬下放势能难以有效回收与再利用的问题,提出一种主卷扬下放势能回收与利用系统。以某中型旋挖钻机为研究对象,利用AMESim构建了节能系统仿真模型,探究蓄能器的初始工作压力、预充气压力、有效容积等关键参数对系统能... 针对旋挖钻机主卷扬下放势能难以有效回收与再利用的问题,提出一种主卷扬下放势能回收与利用系统。以某中型旋挖钻机为研究对象,利用AMESim构建了节能系统仿真模型,探究蓄能器的初始工作压力、预充气压力、有效容积等关键参数对系统能量回收效率的影响机制。最后搭建试验样机,通过试验验证了仿真模型和理论分析的正确性。研究结果表明所提出的主卷扬下放势能回收与利用系统重力势能回收效率可达45.53%,节能效果显著。 展开更多
关键词 旋挖钻机 蓄能器 能量回收 主卷扬 回收效率
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旋挖钻机变幅机构的动力学建模与仿真 被引量:33
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作者 康辉梅 何清华 朱建新 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期532-538,共7页
为研究和提高变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立四连杆机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的变幅机构的动力学仿真模型,分别对4种变幅机构形式各在2种钻桅位姿状态下的变幅过程进行仿真,并对动力学仿真... 为研究和提高变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立四连杆机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的变幅机构的动力学仿真模型,分别对4种变幅机构形式各在2种钻桅位姿状态下的变幅过程进行仿真,并对动力学仿真结果进行分析和比较。研究结果表明:动臂变幅油缸需提供的主动力与钻桅位姿以及动臂和连杆间的相对位置均无关,与动臂变幅油缸和动臂的相对位置有关;钻桅位姿和变幅机构的形式对动臂在和转台铰链处所受约束反力以及转台所受约束反力的幅值之和这两者均有影响;动臂位于连杆下方而动臂变幅油缸位于动臂下方的形式具有较好的动力学性能。 展开更多
关键词 旋挖钻机 变幅机构 动力学 仿真
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以ADAMS为平台的旋挖钻机变幅机构变幅油缸举升力仿真分析 被引量:14
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作者 朱建新 谢嵩岳 +1 位作者 胡雄伟 李雄 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2009年第11期119-123,共5页
介绍旋挖钻机变幅机构的主流结构形式及其工作原理,并借助Pro/E建立变幅机构的三维模型,再导入ADAMS建立动力学仿真模型。在ADAMS虚拟环境中,对变幅机构两组变幅油缸在不同运动顺序下的举升力分别进行仿真,给出两组变幅油缸举升力的仿... 介绍旋挖钻机变幅机构的主流结构形式及其工作原理,并借助Pro/E建立变幅机构的三维模型,再导入ADAMS建立动力学仿真模型。在ADAMS虚拟环境中,对变幅机构两组变幅油缸在不同运动顺序下的举升力分别进行仿真,给出两组变幅油缸举升力的仿真曲线,并分析仿真结果,得出对旋挖钻机变幅机构设计具有指导性的一些结论。 展开更多
关键词 旋挖钻机 变幅机构 动臂变幅油缸 钻桅变幅油缸 举升力 ADAMS软件 仿真
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动臂变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性 被引量:13
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作者 何清华 康辉梅 +1 位作者 朱建新 许怡赦 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期2150-2156,共7页
为研究和提高旋挖钻机工作装置的力学性能,对动臂变幅工况下工作装置的动力学特性进行分析。基于动静法建立动力学模型,在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析。研究结果表明:动臂变幅时,无论动力头和钻杆处... 为研究和提高旋挖钻机工作装置的力学性能,对动臂变幅工况下工作装置的动力学特性进行分析。基于动静法建立动力学模型,在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析。研究结果表明:动臂变幅时,无论动力头和钻杆处于钻桅的什么位置,对动臂变幅液压缸提供的主动力都没有影响;当钻桅倾角为0°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最小,当钻桅倾角为95°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最大。 展开更多
关键词 旋挖钻机 动力学特性 仿真
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旋挖钻机钻进入岩判定与地层识别方法 被引量:13
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作者 许明 刘先珊 +3 位作者 周泽宏 张林 牛万保 张同乐 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3344-3349,共6页
为了提高旋挖钻机施工效率和持力层辨识准确度,采用旋挖钻机钻进过程实时监测系统,对钻进过程中的直测参数和派生参数进行采样和分析,根据钻机工作参数和地层岩土体物理力学参数的固有特性、统计特性,建立钻进过程地层识别系统模型,把... 为了提高旋挖钻机施工效率和持力层辨识准确度,采用旋挖钻机钻进过程实时监测系统,对钻进过程中的直测参数和派生参数进行采样和分析,根据钻机工作参数和地层岩土体物理力学参数的固有特性、统计特性,建立钻进过程地层识别系统模型,把地质条件和钻机的工况参数联系起来。研究结果表明:地层结构的变化必然使钻进参数发生变化,进而使旋挖钻机显示出与不同埋置深度地层相适应的动态特征,利用岩土层承载能力评价的特征值——地层比功可概括地反映各类地层的质量好坏,通过与一桩一孔勘察结果进行对比,证明基于随钻参数的持力层判定方法有效。 展开更多
关键词 旋挖钻机 工况参数 持力层 地层比功
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基于SolidWorks和ANSYS的旋挖钻机钻桅结构强度分析 被引量:8
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作者 龚进 吴永红 +1 位作者 康辉梅 姜永正 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第8期136-140,共5页
介绍旋挖钻机钻桅主流结构形式及其工作原理,通过SolidWorks建模和ANSYS分析的有效结合,对钻桅进行三种极限工况下的仿真,给出各工况下的Mises应力云图和位移云图,并分析仿真结果。结果表明:在三种极限工况下,钻桅变幅油缸支座位置都属... 介绍旋挖钻机钻桅主流结构形式及其工作原理,通过SolidWorks建模和ANSYS分析的有效结合,对钻桅进行三种极限工况下的仿真,给出各工况下的Mises应力云图和位移云图,并分析仿真结果。结果表明:在三种极限工况下,钻桅变幅油缸支座位置都属于应力集中区域,鹅头变形最大,在进行钻桅结构的改进时,应当对这些位置予以重视。 展开更多
关键词 旋挖钻机 钻桅 极限工况 结构强度分析 仿真
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旋挖钻机动臂结构强度分析 被引量:14
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作者 郭雄华 许怡赦 康辉梅 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第4期72-74,共3页
动臂是旋挖钻机的一个主要构件,在动臂变幅、钻进和提钻等工况下均是主要承力构件。文中分别对动臂变幅、钻进和提钻工况下,旋挖钻机以最不利的姿势作业,且承受最大载荷时动臂的结构强度进行分析,为动臂的结构设计及优化设计等提供了理... 动臂是旋挖钻机的一个主要构件,在动臂变幅、钻进和提钻等工况下均是主要承力构件。文中分别对动臂变幅、钻进和提钻工况下,旋挖钻机以最不利的姿势作业,且承受最大载荷时动臂的结构强度进行分析,为动臂的结构设计及优化设计等提供了理论基础。 展开更多
关键词 旋挖钻机 动臂 有限元分析 强度
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旋挖钻机调桅机构动态特性的一体化建模分析 被引量:7
10
作者 姜涛 游义平 +1 位作者 杨虎 王安麟 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期729-734,共6页
为一体化表达旋挖钻机调桅机构内在的复杂动态特性,提高调桅机构起升过程中关键零部件及其相关液压系统的性能平顺性.首先采用牛顿-欧拉方法建立调桅机构的动力学模型,然后基于功率键合图理论建立调桅机构的液压系统模型,通过改变调桅... 为一体化表达旋挖钻机调桅机构内在的复杂动态特性,提高调桅机构起升过程中关键零部件及其相关液压系统的性能平顺性.首先采用牛顿-欧拉方法建立调桅机构的动力学模型,然后基于功率键合图理论建立调桅机构的液压系统模型,通过改变调桅机构安装位置参数对其起升过程动态特性的影响分析与比对,从而得出一组优化的安装位置参数供设计人员选择参考.该机械-液压系统一体化建模方法为旋挖钻机调桅系统可靠设计提供了一定的理论依据. 展开更多
关键词 旋挖钻机 调桅机构 动态特性 一体化建模 键合图
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旋挖钻机动力头液压系统全局功率匹配研究 被引量:10
11
作者 张泽宇 惠记庄 +1 位作者 郑恒玉 谷立臣 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第12期1834-1841,共8页
为减少旋挖钻机在作业时由负载波动所引起的功率匹配损失,提出了旋挖钻机动力头液压系统全局功率匹配节能控制方法。以220型旋挖钻机为研究对象,基于AMESim软件,建立了传统恒功率控制系统模型和全局功率匹配控制系统模型,并对比分析了... 为减少旋挖钻机在作业时由负载波动所引起的功率匹配损失,提出了旋挖钻机动力头液压系统全局功率匹配节能控制方法。以220型旋挖钻机为研究对象,基于AMESim软件,建立了传统恒功率控制系统模型和全局功率匹配控制系统模型,并对比分析了不同的负载下的经济指标和性能指标。研究结果表明,全局功率匹配节能控制系统相比传统的恒功率系统节省燃油约6%,提高了能源利用率,延长了设备使用寿命。 展开更多
关键词 旋挖钻机 节能控制 动力头液压系统 全局功率匹配
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旋挖钻机三角形连接架的有限元分析 被引量:5
12
作者 周宏兵 王世怀 +1 位作者 康辉梅 王辉科 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期70-75,共6页
在详细分析旋挖钻工况下受力情况的基础上,建立了旋挖钻机的数学模型,并且确定了旋挖状况下的典型工况。利用ANSYS软件对旋挖钻机工作装置支撑机构中的三角形连接架进行了静力学有限元分析,揭示三角形连接架在各种典型位置工况下的最大... 在详细分析旋挖钻工况下受力情况的基础上,建立了旋挖钻机的数学模型,并且确定了旋挖状况下的典型工况。利用ANSYS软件对旋挖钻机工作装置支撑机构中的三角形连接架进行了静力学有限元分析,揭示三角形连接架在各种典型位置工况下的最大变形值、最大应力值、危险截面区域以及变形和应力的分布规律,分析结果显示,三角形连接架变形和应力分布规律与实际计算相符,且该结构在强度和刚度设计上都存在一定裕量,为改进支撑机构结构形式和减轻自重提供一定的参考。 展开更多
关键词 旋挖钻机 有限元分析 变形 应力
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旋挖钻机钻杆减振器设计与减振试验 被引量:5
13
作者 徐信芯 焦生杰 +1 位作者 陈以田 成建联 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期192-196,共5页
为有效控制、减弱旋挖钻机钻杆振动,基于吸振原理设计旋挖钻机钻杆减振器;据钻杆振动特点建立钻杆-减振器系统动力学模型,并仿真验证减振器减振效果;建立旋挖钻机钻杆减振系统对减振器减振效果进行试验研究。结果表明,钻杆安装减振器后... 为有效控制、减弱旋挖钻机钻杆振动,基于吸振原理设计旋挖钻机钻杆减振器;据钻杆振动特点建立钻杆-减振器系统动力学模型,并仿真验证减振器减振效果;建立旋挖钻机钻杆减振系统对减振器减振效果进行试验研究。结果表明,钻杆安装减振器后振幅明显降低,减振作用显著。 展开更多
关键词 旋挖钻机 钻杆振动 吸振原理 减振器 试验研究
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坚硬岩石地层钻孔桩旋挖钻机成孔技术 被引量:28
14
作者 周外男 缪玉卢 《世界桥梁》 北大核心 2019年第4期27-31,共5页
新建商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为(98+238+588+224+84) m钢箱板桁结合梁高低矮塔斜拉桥。主桥0号边墩和1号辅助墩均为22Ф2.5 m钻孔桩基础,设计桩长42~58m,入岩深度17~28m,岩石最大强度达151MPa,采用旋挖钻机施工成孔。旋挖钻机布... 新建商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为(98+238+588+224+84) m钢箱板桁结合梁高低矮塔斜拉桥。主桥0号边墩和1号辅助墩均为22Ф2.5 m钻孔桩基础,设计桩长42~58m,入岩深度17~28m,岩石最大强度达151MPa,采用旋挖钻机施工成孔。旋挖钻机布置在水上钻孔平台上,钻孔过程中采用优质膨润土化学泥浆护壁。覆盖层中采用截齿钻头全断面钻进;倾斜或软硬交界岩面采用“稳定器+截齿钻头或取芯钻头”钻进1.2~1.5m;坚硬岩层中采用牙轮环切钻头和扩孔钻头按照? 1.5 m→Ф2.0 m→Ф2.5 m分3级钻进成孔。最后采用泵吸反循环清孔。 展开更多
关键词 斜拉桥 基础 岩石 钻孔桩 旋挖钻机 分级成孔 施工技术
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旋挖钻机回转缓冲平衡阀仿真与实验研究 被引量:3
15
作者 赵宏强 王焜 +1 位作者 苏琦 邓宇 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1030-1033,1121,共5页
缓冲平衡阀是旋挖钻机上车回转液压系统的重要组成部分,对旋挖钻机上车回转的启制动特性起决定作用。文章以某型旋挖钻机为研究对象,分析了缓冲平衡阀的主要结构和工作原理,建立了旋挖钻机回转液压系统的AMEsim仿真模型,研究了缓冲平衡... 缓冲平衡阀是旋挖钻机上车回转液压系统的重要组成部分,对旋挖钻机上车回转的启制动特性起决定作用。文章以某型旋挖钻机为研究对象,分析了缓冲平衡阀的主要结构和工作原理,建立了旋挖钻机回转液压系统的AMEsim仿真模型,研究了缓冲平衡阀的2个弹簧预紧力、锥阀的直径、阻尼孔直径等主要参数对旋挖钻机回转液压系统的影响。结果表明,缓冲平衡阀锥阀直径在9-10mm之间,阻尼孔直径在0.3-0.5mm之间,系统响应快,马达压力波动小,工作平稳。 展开更多
关键词 旋挖钻机 回转 缓冲平衡阀 仿真
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旋挖钻机与双聚合泥浆在桩基施工中的应用 被引量:3
16
作者 朱艳峰 任凤鸣 +1 位作者 王红 袁兵 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期92-94,共3页
介绍了旋挖钻机和双聚合泥浆在工程中的应用,通过工程实例介绍了旋挖钻机的施工方法,着重介绍了双聚合泥浆的制备、特点和技术要求。
关键词 旋挖钻机 双聚合泥浆 桩基施工 钻孔 混凝土 泥浆制备
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旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺研究 被引量:24
17
作者 李林 闵峰 《中国工程科学》 2010年第4期33-36,共4页
泰州大桥夹江左汊桥主跨采用87.5m+3×125m+87.5m的五跨连续梁桥,水中主墩基础采用2.0m桩径的钻孔灌注桩,最大设计桩长为94m,采用旋挖钻机施工。文章结合泰州大桥的施工实例,阐述了旋挖钻机成孔的工艺原理,按照工艺流程,重点叙述... 泰州大桥夹江左汊桥主跨采用87.5m+3×125m+87.5m的五跨连续梁桥,水中主墩基础采用2.0m桩径的钻孔灌注桩,最大设计桩长为94m,采用旋挖钻机施工。文章结合泰州大桥的施工实例,阐述了旋挖钻机成孔的工艺原理,按照工艺流程,重点叙述了泥浆配置、安装钻孔、钻机钻进等工艺,并重点总结了旋挖钻机施工钻孔桩的施工特点,为今后类似工程施工提供了借鉴。 展开更多
关键词 旋挖钻机 施工 钻孔灌注桩 工艺 特点
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大型旋挖钻机稳定性研究 被引量:4
18
作者 肖华 朱建新 文国臣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第24期3313-3317,共5页
以动臂油缸与竖直平面的夹角β作为广义变量,建立了不同工作姿态下旋挖钻机整机重心变化的数学模型,并利用重心变化的方程推导旋挖钻机不同位姿静态稳定角及动态稳定角的数学模型。通过这些数学模型,可以精确地判断旋挖钻机在任意工作... 以动臂油缸与竖直平面的夹角β作为广义变量,建立了不同工作姿态下旋挖钻机整机重心变化的数学模型,并利用重心变化的方程推导旋挖钻机不同位姿静态稳定角及动态稳定角的数学模型。通过这些数学模型,可以精确地判断旋挖钻机在任意工作姿态下的稳定性变化趋势,从而为旋挖钻机前期的设计提供有效的指导。 展开更多
关键词 大型旋挖钻机 稳定性 静态稳定角 动态稳定角 回转
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一种新型旋挖钻机变幅机构的动力学特性研究 被引量:5
19
作者 康辉梅 许怡赦 金耀 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第11期97-100,107,共5页
为研究和改善旋挖钻机变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立了一种新型变幅机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的动力学仿真模型,并对该新型变幅机构的2种细分类型各在2种钻桅姿态下的变幅过程进行仿真和特... 为研究和改善旋挖钻机变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立了一种新型变幅机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的动力学仿真模型,并对该新型变幅机构的2种细分类型各在2种钻桅姿态下的变幅过程进行仿真和特性分析,进而对新型变幅机构和经典变幅机构的动力学性能进行对比分析。研究结果表明:新型变幅机构中动臂位于连杆上方的机构的动力学性能优于动臂位于连杆下方的机构;进一步和经典变幅机构中综合动力学性能最优的动臂位于连杆上方、动臂变幅油缸上撑动臂的机构相比较,则经典型的动力学性能较优。文中研究成果为旋挖钻机变幅机构的设计和动力学性能改善奠定了理论基础。 展开更多
关键词 旋挖钻机 变幅机构 动力学 MATLAB/SIMULINK
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旋挖钻机钻杆纵向振动分析 被引量:4
20
作者 康辉梅 许怡赦 金耀 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第6期88-92,共5页
视旋挖钻机钻杆为连续系统,对其纵向振动进行研究。建立两端均带有集中质量元件和弹簧元件的多级阶梯截面杆纵向振动模型,推导相邻钻杆振幅系数的传递矩阵,建立钻杆的复杂边界条件,在此基础上进行质量归一化处理,进而获得钻杆纵向振动... 视旋挖钻机钻杆为连续系统,对其纵向振动进行研究。建立两端均带有集中质量元件和弹簧元件的多级阶梯截面杆纵向振动模型,推导相邻钻杆振幅系数的传递矩阵,建立钻杆的复杂边界条件,在此基础上进行质量归一化处理,进而获得钻杆纵向振动的频率方程和正则振型。结合实例进行模态分析,并和几种简化模型的固有频率、正则振型进行对比分析。结果表明:可以将多级阶梯截面杆模型简化为等直杆模型,不建议将两端均带有集中质量元件和弹簧元件的模型简化为上端固定、下端只带有集中质量元件的模型。 展开更多
关键词 钻杆 旋挖钻机 纵向振动 弹性波
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