本文關(guān)鍵詞：無(wú)軌門(mén)式起重機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：無(wú)軌門(mén)式起重機(jī)屬于無(wú)軌運(yùn)輸體系中的一部分,可用于地鐵隧道建設(shè)期間的管片、預(yù)制仰拱、管片襯板等安裝,以及地鐵運(yùn)營(yíng)期間隧道的管片維護(hù)。在結(jié)構(gòu)上,無(wú)軌門(mén)式起重機(jī)采用了更先進(jìn)的機(jī)械臂和行走方式,因?yàn)樵谒淼狼嫔线\(yùn)行,采用了傾斜式行走輪系,以輪邊減速器控制車(chē)速。本論文針對(duì)無(wú)軌門(mén)式起重機(jī)的特殊結(jié)構(gòu),并結(jié)合中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司的課題“全斷面多功能地鐵隧道預(yù)制構(gòu)件安裝設(shè)備及施工工藝研究”,運(yùn)用虛擬樣機(jī)Solidworks、ANSYS Workbench和ADAMS軟件開(kāi)展了三維建模及數(shù)值仿真研究,對(duì)研發(fā)的無(wú)軌門(mén)式起重機(jī)主要研究以下內(nèi)容:(1)根據(jù)起重機(jī)的工作要求以及地鐵隧道直徑,計(jì)算起重機(jī)的尺寸參數(shù),在Solidworks中建立三維幾何模型。(2)基于無(wú)軌門(mén)式起重機(jī)施工過(guò)程中確定的四種危險(xiǎn)工況,在ANSYS workbench中進(jìn)行靜力學(xué)分析,得到最不利工況的最大應(yīng)力為102.57 MPa,與許用應(yīng)力175 MPa相比還有很大的余量,故該設(shè)計(jì)滿(mǎn)足安全性,但有必要進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3)基于起重機(jī)最大應(yīng)力的工況,在ANSYS workbench中對(duì)主梁的厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。Shape Finder模塊計(jì)算出可去除面積,經(jīng)過(guò)反復(fù)靜力學(xué)分析得到最優(yōu)解,主梁的板厚由12 mm降低到8 mm時(shí),起重機(jī)的最大應(yīng)力144.89 MPa,小于但接近許用應(yīng)力,并且起重機(jī)整體質(zhì)量降低了17%,對(duì)比優(yōu)化前后可知不僅起重機(jī)輕量化,整體應(yīng)力分布趨于均勻,材料利用更為充分。(4)針對(duì)優(yōu)化后的模型為最終研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析,得到起重機(jī)基頻為12.309 Hz,該頻率有效避開(kāi)了電葫蘆和輪邊減速器的自振頻率滿(mǎn)足能夠有效防止共振的設(shè)計(jì)要求。(5)結(jié)合無(wú)軌門(mén)式起重機(jī)在隧道中的實(shí)際運(yùn)行條件,將起重機(jī)的三維模型導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)行性能分析,得到該起重機(jī)在X、Y、Z三個(gè)方向運(yùn)行的動(dòng)態(tài)位移、速度和加速度,上述指標(biāo)表明,起重機(jī)可以在隧道中平穩(wěn)運(yùn)行,正常工作時(shí)不傾覆。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH213.5

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