留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

桩架新型变幅机构的动力学分析

曹博 朱建新 朱振新

曹博, 朱建新, 朱振新. 桩架新型变幅机构的动力学分析[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(4): 501-507. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190180
引用本文: 曹博, 朱建新, 朱振新. 桩架新型变幅机构的动力学分析[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(4): 501-507. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190180
Cao Bo, Zhu Jianxin, Zhu Zhenxin. Dynamic Analysis of New Variable Amplitude Mechanism of Pile Frame[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(4): 501-507. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190180
Citation: Cao Bo, Zhu Jianxin, Zhu Zhenxin. Dynamic Analysis of New Variable Amplitude Mechanism of Pile Frame[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(4): 501-507. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190180

桩架新型变幅机构的动力学分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190180
基金项目: 

长沙市科技计划项目 kc1703021

长沙市科技计划项目 kc1701021

详细信息
    作者简介:

    曹博(1993-), 硕士研究生, 研究方向为复杂机械的力学行为、机电一体化控制研究, caobomail@126.com

    通讯作者:

    朱建新, 教授, 博士生导师, zjianx-918@163.com

  • 中图分类号: TG156

Dynamic Analysis of New Variable Amplitude Mechanism of Pile Frame

  • 摘要: 为研究桩架新型多组液压缸变幅机构的动力学特性,首先采用牛顿欧拉法建立含移动副的五杆机构的动力学模型,并使用MATLAB软件对数学模型进行仿真,然后分析两种不同变幅方式下斜撑液压缸、后液压缸、关键铰接点的载荷变化情况,最后搭建了新型变幅机构试验平台进行试验验证,对动力学仿真结果与试验结果进行对比分析。结果表明:该动力学模型能反映新型多组液压缸变幅机构的动力学特性,在变幅过程中,斜撑液压缸先收缩后液压缸再收缩的变幅方式比后液压缸先收缩斜撑液压缸再收缩的变幅方式有更好的力学性能,且关键铰接点载荷波动更小,更有利于提高整机的稳定性。
  • 图  1  三种传统变幅机构示意图

    图  2  新型多组液压缸变幅机构简图

    图  3  刚体1的受力简图

    图  4  斜撑液压缸缸筒与缸杆的受力简图

    图  5  刚体4受力简图

    图  6  斜撑液压缸所受载荷

    图  7  后液压缸所受载荷

    图  8  铰接点B所受载荷

    图  9  铰接点C所受载荷

    图  10  变幅方式1时斜撑液压缸受力

    图  11  变幅方式1时后液压缸受力

  • [1] 中华人民共和国建设部.JG/T 5006.1-1995桩架分类[S].北京: 中国建筑工业出版社, 1993

    Ministry of Construction of the PRC. JG/T 5006.1-1995 Classification of pile frame[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 1993(in Chinese)
    [2] 徐信芯, 夏北, 焦生杰, 等.旋挖钻机大三角变幅机构受力性能有限元分析[J].现代制造工程, 2016(6):17-22, 39 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxgys201606006

    Xu X X, Xia B, Jiao S J, et al. Finite element method analysis of performance for large triangular variable-range assembly for rotary drilling machines[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2016(6):17-22, 39(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxgys201606006
    [3] 许怡赦, 郭雄华.安装角度对旋挖钻机变幅机构的力学影响[J].机械设计, 2012, 29(5):27-30 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxsj201205006

    Xu Y S, Guo X H. Impact on mechanical behaviors of luffing mechanism of rotary drilling rig by installing angle[J]. Journal of Machine Design, 2012, 29(5):27-30(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxsj201205006
    [4] 康辉梅, 何清华, 朱建新.旋挖钻机变幅机构的动力学建模与仿真[J].中南大学学报, 2010, 41(2):; 32-538 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zngydxxb201002025

    Kang H M, He Q H, Zhu J X. Dynamic modeling and simulation of mast link frame system of rotary drilling rig[J]. Journal of Central South University, 2010, 41(2):532-538(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zngydxxb201002025
    [5] 康辉梅.旋挖钻机工作装置力学特性研究与优化[D].长沙: 中南大学, 2011

    Kang H M. Study on mechanical properties and optimization of working device of rotary drilling rig[D]. Changsha: Central South University, 2011(in Chinese)
    [6] 肖华, 朱建新, 文国臣.大型旋挖钻机稳定性研究[J].中国机械工程, 2013, 24(24):3313-3317 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgjxgc201324010

    Xiao H, Zhu J X, Wen G C. Research on stability for a large rotary drilling rig[J]. China Mechanical Engineering, 2013, 24(24):3313-3317(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgjxgc201324010
    [7] 张希恒, 陈建业, 赵永刚.步履式打桩架立柱稳定性分析[J].甘肃科学学报, 2004, 16(4):99-101 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gskxxb200404027

    Zhang X H, Chen J Y, Zhao Y G. Stability analysis of the leader of the walking pile frame[J]. Journal of Gansu Sciences, 2004, 16(4):99-101(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gskxxb200404027
    [8] 赵宏强, 王焜, 苏琦, 等.旋挖钻机回转缓冲平衡阀仿真与实验研究[J].合肥工业大学学报, 2014, 37(9):1030-1033, 1121 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hfgydxxb201409002

    Zhao H Q, Wang K, Su Q, et al. Simulation and experimental research on counterbalance valve of rotary drilling dig hydraulic slewing system[J]. Journal of Hefei University of Technology, 2014, 37(9):1030-1033, 1121(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hfgydxxb201409002
    [9] 方晓瑜, 赵宏强, 刘鹏.旋挖钻机主卷扬系统下放势能回收的仿真[J].武汉大学学报, 2012, 45(2):241-245, 272 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/whsldldxxb201202022

    Fang X Y, Zhao H Q, Liu P. Simulation study of main winch system geopotential energy recovery in rotary driller[J]. Engineering Journal of Wuhan University, 2012, 45(2):241-245, 272(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/whsldldxxb201202022
    [10] 姜涛, 游义平, 杨虎, 等.旋挖钻机调桅机构动态特性的一体化建模分析[J].同济大学学报, 2012, 40(5):729-734 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/tjdxxb201205014

    Jiang T, You Y P, Yang H, et al. Integrated model-based analysis of mast mechanism of rotary drilling rig and its dynamic characteristics[J]. Journal of Tongji University, 2012, 40(5):729-734(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/tjdxxb201205014
    [11] 胡均平, 李科军.旋挖钻机回转制动能量回收系统设计与分析[J].中南大学学报, 2016, 47(10):3386-3393 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zngydxxb201610015

    Hu J K, Li K J. Design and analysis of energy recovery system of rotary drilling rig during braking motion[J]. Journal of Central South University, 2016, 47(10):3386-3393(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zngydxxb201610015
    [12] Liao J F, Zhu X C, Yao B. Dynamic modeling of gripper type hard rock tunnel boring machine[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2018, 71:166-179 doi: 10.1016/j.tust.2017.08.003
    [13] Escalona J L. An arbitrary Lagrangian-Eulerian discretization method for modeling and simulation of reeving systems in multibody dynamics[J]. Mechanism and Machine Theory, 2017, 112:1-21 doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.014
    [14] 谢嵩岳.旋挖钻机变幅机构动力学特性研究及其优化设计[D].长沙: 中南大学, 2009

    Xie S Y. Research on dynamic characteristics of luffing mechanism of rotary drilling rig[D]. Changsha: Central South University, 2009(in Chinese)
    [15] 顾林坤.大型桩架多缸立桅机构动力学特性研究与优化[D].长沙: 中南大学, 2016

    Gu L K. Study on dynamic properties and optimization of multiple hydraulic cylinder mast erecting mechanism for large pile frame[D]. Changsha: Central South University, 2016(in Chinese)
  • 加载中
图(11)
计量
  • 文章访问数:  199
  • HTML全文浏览量:  105
  • PDF下载量:  25
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-24
  • 刊出日期:  2020-04-05

目录

    /

    返回文章
    返回