旋挖钻机底盘机架的静力学分析*

杨太旗，成建联，赵延捷

（长安大学道路施工技术与设备教育部重点实验室，西安 710064）

0 引言

随着旋挖钻机的广泛使用，国内对其研究也越来越多。但是大部分集中于钻杆、桅杆、变幅机构、主卷扬、回转平台等研究，对底盘研究很少，对机架研究更少，所以对底盘机架的研究迫在眉睫。

国内对旋挖钻机做了大量的研究。葛万勇[1]和王艳[2]着重研究了底盘行走装置整体布置设计和回转平台强度分析；熊玉龙[3]重点研究动力头的设计和有限元分析；李远虎[4]研究桅杆的结构并对其进行强度和刚度分析；郭雄华等[5]研究动臂的结构强度并进行有限元分析。上述研究，虽然有对底盘进行分析，但是没有涉及到机架这个方面，因而对旋挖钻机研究存在一定问题。

本文从提钻和钻进2种工况方面考虑，基于对机架的受力分析，建立机架在2 种工况下的数学模型，并根据已选的某型号旋挖钻机，算出机架的受力载荷。最后，通过Workbench19.2软件，对机架进行载荷施加，验证其安全性。

1 旋挖钻机组成和工作原理

旋挖钻机的组成包括桅杆总成、变幅机构、钻杆、钻具、卷扬总成、动力头、加压装置；变幅机构由动臂、三角架、变幅油泵组成；底盘包括回转平台、机架和行走机构[6]。旋挖钻机的工作原理：动力头驱动液压马达通过行星减速机和动力箱减速并增大扭矩带动钻杆旋转，同时加压油缸通过动力头向钻杆施加垂直方向的压力，实现钻进任务；当熔渣充满整个钻具时，动力头驱动液压马达停止作业，主卷扬回转，提升钻具至地面；……