毕业设计（论文）-冲抓斗式连续墙施工机械的总体设计（全套图纸三维）

黑龙江八一农垦大学毕业设计 学士学位毕业设计 冲抓斗式连续墙施工机械冲抓斗式连续墙施工机械 的总体设计的总体设计 学学 生生 姓姓 名：名：张 三 学学 号：号：20084024101 指指 导导 教教 师：师：李 四 所所 在在 学学 院：院：工程学院 专专 业：业：机械设计制造及其自动化 中国大庆 2012 年 6 月 黑龙江八一农垦大学毕业设计 摘摘 要要 随着城市开发建设的不断深入,城市土地资源越来越稀缺,城市地下空间的开 发和利用将越来越成为城市发展的趋势和主流方向;同时高层建筑、地铁、港口、 桥涵、重型地下构筑物的建设,对地下建构筑物和基础埋置深度要求也是越来越深,地 下空间的开发利用随之也进入了向大深度发展的态势。例如高层建筑、地铁车站、 地下设施等的地下室的层数一加再加,由以前的一、二层逐渐加深到地下三层、四 层甚至地下六七层之多,基坑深度也突破初期的十来米朝更深的十几、二十几甚至 三四十米、五六十米发展,随之带来的是地下连续墙越做越深、越做越厚。 通过运用机械制造工艺学、机械设计课程中的基本理论以及在生产实习中学 到实践知识，学习了如何设计一个机械零件，如何校核自己所设计的零件正确性， 应力是否集中，同时还了解了如何对标准件选型计算。 学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处， 能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而 言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从 中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。 由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 关键词：连续墙机械 工艺设计 有限元分析 黑龙江八一农垦大学毕业设计 III Abstract With the deepening of urban development and construction of urban land resources become increasingly scarce, the development and utilization of urban underground space will become an increasingly urban development trends and direction of the mainstream; high-rise buildings, subway, ports, bridges and culverts, heavy underground structuresconstruction, deeper and deeper underground to build structures and the depth of foundation requirements, development and utilization of underground space, followed into the development of the situation to a great depth.For example, one of the high-rise buildings, subway stations, underground facilities, such as basement storeys plus plus, gradually deepened from the previous first and second floor to the ground three, four, or even underground six seven as much as the pit depth breakthrough in the earlyten meters toward the more than a dozen, two dozen or thirty or forty meters, the five-meter development, and brought the deep underground continuous wall is getting bigger and thicker. Through the use of mechanical manufacturing technology, mechanical design course of the basic theory and production practice in middle school to practice knowledge, learning how to design a mechanical parts, how to check his own design parts correctness, whether stress concentration, and at the same time also know how to type selection of standard calculation. We can Learn to use charts material and manual, master and related to the design of the notebooks all kinds of information, the name of the source, can skilled utilization. So, its in our college life has important position. Personally, I hope I can pass the graduation design in your future job on a light training, to exercise his analysis 黑龙江八一农垦大学毕业设计 IV problem, problem-solving ability, work for the future to lay a good foundation. Because ability is limited, there may be design of deficiency, ask everybody to give the criticism teacher to correct. KeyKey wordswords： Continuous wall machinery，Process design， Finite element analysis 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 黑龙江八一农垦大学毕业设计 V 目录 摘摘 要要 .II ABSTRACT.III 第一章第一章 绪论绪论6 1.11.1 柱列式地下连续墙工法柱列式地下连续墙工法(SMW(SMW 工法工法) ) .6 1.21.2 原位置土混合搅拌壁式地下连续墙施工法原位置土混合搅拌壁式地下连续墙施工法(TRD(TRD 工法工法) ) .7 1.31.3 就地灌注壁式地下连续墙施工法就地灌注壁式地下连续墙施工法 8 1.41.4 地下连续墙施工机械的发展方向与问题地下连续墙施工机械的发展方向与问题 .9 第二章第二章 方案设计方案设计11 2.12.1 地下连续墙施工机械的组成地下连续墙施工机械的组成 11 2.22.2 底盘参数的确定底盘参数的确定 11 2.32.3 抓斗选型方案抓斗选型方案 12 第三章第三章 标准件的选型计算标准件的选型计算15 3.13.1 抓斗的选型计算抓斗的选型计算 .15 3.23.2 卷筒绞车的选型计算卷筒绞车的选型计算 .16 3.33.3 液压系统液压系统 .20 3.4 稳定性稳定性 .22 第四章第四章 冲抓斗式连续墙机械建模冲抓斗式连续墙机械建模24 4.1 车体的建模车体的建模 24 4.2 支撑装置的建模支撑装置的建模 25 4.3 抓斗装置建模抓斗装置建模 26 4.4 冲抓斗式连续墙机械装配冲抓斗式连续墙机械装配 26 第五章第五章 冲抓斗式连续墙机械有限元分析冲抓斗式连续墙机械有限元分析28 5.1 吊钩的有限元分析吊钩的有限元分析 28 5.2 抓斗支架的有限元分析抓斗支架的有限元分析 30 致谢致谢34 参考文献参考文献35 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 柱列式地下连续墙工法柱列式地下连续墙工法(SMW(SMW 工法工法) ) 该工法利用长螺旋钻孔机进行就地灌注桩的重叠搭接施工。对于单轴式长螺 旋钻机，由于其回转轴刚性不足，随着施工深度的加大，桩与桩之间不能很好的 重叠搭接，特别是对于以防水为目的的防渗墙效果就很差。由于这个原因，长螺 旋钻孔机采用了双轴或双重钻孔的形式，用以提高施工的垂直精度。近年来为了 解决上述问题，出现了利用多轴(一般为三轴)螺旋钻孔机及 SMW 工法进行就地灌 注桩的重叠搭接施工。该工法属于机械搅拌式，用多轴长螺旋钻孔机在土层中钻 孔，在钻孔的同时通过钻杆从钻头端部注入水泥浆和高压空气，在原位置上建成 一段水泥墙，然后再进行第二段墙施工，使相邻的水泥墙彼此有重合段，连续施 工形成连续墙。SMW 工法的不足之处在于机械的重心位置比较高，在施工中必需 十分注意机械的稳定性。为了解决此问题，目前已开发出可在施工中接长钻杆的 低重心机型。另外，该工法在遇到大深度硬岩基础时，可能出现重叠搭接消失的 情况，因此在施工中必须同时采取随时确认桩的位置精度的方法。 图图 1 柱列式地下连续墙工法柱列式地下连续墙工法 7 1.21.2 原位置土混合搅拌壁式地下连续墙施工法原位置土混合搅拌壁式地下连续墙施工法(TRD(TRD 工法工法) ) 该工法是把插入地基中的链锯式刀具跟主机连接并横向移动、挖沟及灌注凝 结剂、混合搅拌原来位置上的泥土以浇筑连续墙，插入工字钢之类的芯材后，可 作为地层挖掘工程中的挡土防渗或承重墙使用。此外，也用于防液化、加固地基 及截断地下水等。此工法形成的连续墙与柱列式不同，它所形成的是完全连续墙， 止水防渗性能特别好。另外，根据深度的不同，由于链锯式刀具的上下移动能够 将土层完全搅拌，从而形成的连续墙质量非常稳定，并且切削装置的整体高度低， 对于在高度受到限制的施工现场及靠近已建建筑物的施工十分有利。此外亦可进 行倾斜式连续墙的施工。TRD 工法(Trench-Cutting 抓 斗自重系数 KG 越大, 抓斗的抓取比 K 也越小; 抓斗自重系数 KG 越小, 起重机 起重量利用率 n 也越高。 根据散货的物理特性(容重、粒度、内摩擦角等), 确定与起重机起重量相对 应的抓斗抓取量 mF, 且 Q = m + m fg 抓斗抓取量一旦确定, 则抓斗的容积 VF 也随之确定, 即 3 VF = m / m (m ) F 抓斗容积 VF 由水平容积 V1 与堆积容积 V2 组成 VF = V1 + V2 水平容积 V1 取决于抓斗颚板宽度 E 与颚板侧形长度 C, 堆积容积 V2 除与颚 板上述的 2 项几何参数有关外, 还与散货的堆积角 B 有关。长撑杆双颚板散货抓 斗的设计则是由抓斗积 VF 求得颚板宽度 E、抓斗最大张开度 D 和颚板侧形长度 C。 E D E =K () K () F F V DV 17 式中 KE、KD、KC 分别为颚板宽度系数、抓斗最大张开度系数和颚板侧形长度 系数。继而导得颚板宽度 E 与抓斗最大张开度 D 之比、抓斗张开的覆盖面积 AG、抓斗覆盖面积数、抓斗挖掘深度系数等, 即 A /F D ED = K /K 2 GED A =K K () F V 其他与抓斗容积 VF 有关的颚板底背角 s、板侧背角、散货滑移角#、散货 堆积角 B 因随货物理特性变化并不明显, 则按常数考虑。为决定抓斗颚板侧形的 相关几何参数。表 2 为颚板侧形推荐角度。为单铰和双铰结构的长撑杆双颚板抓 斗闭合状态时在闭合绳拉力 ST 作用下的受力图 T P = ( n - 1) S / ( 4cos ) PRT M = 2PR = ( n - 1) S / ( 2cos ) R 式中 撑杆在平面内相对于抓斗中线的偏角 抓斗的抓取总阻力以垂直作用于水平刃口的 FC 力表示, 抓取阻力矩 FCC M = F 给出了抓斗抓货量 mF 和抓斗自重 mG 之间的关系式 q s fG mkem S 散货计算粒度. 32 K4 - 32 K4s 423 1 2 -1 /2 1 - 1 /2 2 - 1 /2 K = 62( - 0.834 + 0.213 ) + C C = - 2.1 10 ( - 11.30) + 0.083 q= C + C + C C = 0.555 C = 0.32 C3 = 0.173 颚板宽度与抓斗最大张开度比颚板底背角抓斗单位容积自重可表示为 F qS Pm PGF qS3 P m = ( e /K ) V m = m /V m = ( e /K ) m ( t /m ) 可见, 抓斗单位容积自重 mP 与散货物理特性(散货容重 m, 散货计算粒度 S ) 和抓斗几何参数有关。 18 可供设计抓斗时参考。当抓斗抓取不同粒度和不同容重的散货时, 如保持抓 斗其他尺寸不变, 仅增大颚板宽度 E, 则抓斗单位容积自重 m p 减小, 这是因为 抓斗容积 VF 随着颚板宽度 E 的增大而成正比增加。如果从满足抓斗的强度要求 出发, 那么抓斗自重 mG 将随着颚板宽度 E 的增大, 也成正比增加, 只是增加的 速率不同。 除散货容重m 之外, 散货粒度 S 对抓斗单位容积自重 mP 的影响也十分明 显。这是因为粒度增大, 破坏了散货细粒、分散、各向同性的特征, 不利于散货 向斗内顺利充填。这种情况下, 为了抓取散货, 抓斗只能依靠增加自重。但是随 着大宗散货如煤炭、铁矿石等选矿工艺的提高, 散货粒度变得小而均匀, 在很大 程度上缓解了散货粒度的影响, 因而促进了宽型抓斗的发展。某些抓取颗粒细、 容重小的散货抓斗, 其颚板宽度与抓斗最大张开度比可达到 0.7。从满足抓斗的 强度与刚度的要求看,小于 0.40 的数值, 在实际设计抓斗时, 不宜采用,这时, 应 该按照满足抓斗强度与刚度条件来决定抓斗的单位容积自重。 传统的抓斗自重分配系数 K F 也应予以修正。依照笔者近年来设计长撑杆双 颚板抓斗的实践, 对于以上的较大散货抓斗; 颚板自重所占的抓斗自重比例应该 超过行业标准中推荐的比值。与此同时, 抓斗上、下承梁自重的比值则应降低。 这是因为近年来抓斗抓取比不断提高, 要求颚板容积随之增大, 以及新设计已逐 渐摒弃了笨重的大梁结构的下承梁, 采用较轻巧的小梁结构的下承梁。上、下承 梁自重下降的百分点应该补入到颚板自重增加的百分比值中。这一现象在所谓的 轻型散货抓斗中, 尤为引人注目。 抓斗抓取力是由抓斗的自重及进入抓斗的散货重量通过抓斗闭合滑轮组和抓 斗构造的杠杆传动的增力机构而产生。抓斗闭合滑轮组的增力效果表现为闭合滑 轮组的倍率。而杠杆传动的增力效果表现为抓斗的几何参数。抓斗闭合滑轮组倍 率一般取 3、4、5 ( 1、2、6 很少选用)。倍率越大, 增力效果越显著, 抓斗获取 的抓取力也就越大, 图 5 为容重不同的铬矿石抓斗闭合滑轮组倍率 n 与抓货量 mF 的关系。所以抓取轻型散货(容重, 粒度较小) 的抓斗, 闭合滑轮组倍率取得 较小, 抓取重型散货的抓斗,闭合滑轮组倍率取得较大 摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。 有单叶片和双叶片两种形式。定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。 根据进油方向， 叶片将带动转子作往复摆动。 19 根据已有的成熟产品，抓斗夹持淤泥所用的拉力为 3000N。液压缸的内部油 压的选择参照表 3.1。 表表 3.1 工作压力与负载关系表工作压力与负载关系表 负载 F （KN） 50 工作压力 P（MPa） 57 根据表格 2.1 选择油缸的工作压力为 1MP。 本文选用的是单杆活塞缸，无杆腔进油、有杆腔回油时，P2=0，P1=1MP 所以： 由上面的公式可以求得： m109 . 0 10 30004 4 6 1 F D 3.23.2 卷筒绞车的选型卷筒绞车的选型计算计算 卷筒要提升 8t 的手爪，需要由液压马达将动力传给减速装置，从而实现手抓 的上升与下降工作。根据成槽机工作空间的要求，初步设定提升卷筒的直径为 1.9m。 设定安全系数 KA 为 1.2，减速装置末端的输出扭矩为： 2 2 21 2 22111 4 )( 4 pdppD ApApF 2 22111 4 D ApApF 20 m89376 8 . 9800095 . 0 2 . 1 8 . 9m N RKT A 液压马达的输入转速为 2000r/m，减速装置的末端输出转速为 10r/m。速比为： 200 10 2000 2 1 n n i 马达力矩的计算： nm i T T 446 200 89376 d 马达功率的计算： n p Td9550 由上式可得： kw nTp d 93 9550/2000*446 9550/ 卷筒设计与计算 1.求滑轮和卷筒最小直径： 滑轮和卷筒最小直径：D0 =ed 中：D0：按卷绕钢丝绳中心计算的滑轮或卷筒的最小直径； e：与机构工作级别有关的系数(查规范表 45)； d：所选的钢丝绳直径，钢丝绳直径 52mm。 滑轮和卷筒工作级别 M6 查规范表 45 得 e1=25，e2=26； 则滑轮直径为 D0 = e2d=2652=1352mm； 取滑轮直径为 D0=1400mm；滑轮的材质为 ZG42CrM0 ； 21 卷筒直径为 D0 = e1d=2552=1300mm；考虑到起升速度取卷筒直径为 D0 = 1400mm 。卷筒的材质为 ZG25 。 2. 卷筒强度计算 当卷筒的长度小于或等于 3 倍卷筒直径是 L3D 时，主要计算压应力，而弯 曲、扭转的合成应力般不大于压应力的 10%15%，所以怱略不计。 卷筒压应力： 压=A1A2【 压】 ， t SmaX 式中： A1：多层卷绕系数；见表 9 多层卷绕系数 表 9 卷绕层数 n 1 234 系数 A1 1.0 1.4 1.8 2.0 A2：钢丝绳绕入时的应力减小系数，一般取 A2 =0.75； S：钢丝绳最大工作静拉力； maX ：卷筒壁厚；计算时可按下式初选： 铸钢： =d； 铸铁： =0.002D(610)mm； t：卷筒绳槽节距 (cm) ； 【 压】：许用应力； 对于钢： 【 压】=； 2 s 对于铸铁： =； ：抗压强度 5 y y 压=A1A2【 压】 ， t SmaX 已知钢丝绳最大工作静拉力 S=72 吨=720000N，卷筒壁厚：=60，卷筒绳 maX 槽：t=60，卷筒长度：L=31503D，节距多层卷绕系数：A1 =1，钢丝绳绕入时的 22 应力减小系数：A2=0.75，材料：ZG40Mn2，其屈服强度：s=395MPa，其【 压】 =197.5MPa。 压=10.757200006060=150 MPa197.5Mpa 安全。 当 L3D 时，应验算由弯曲和扭转的复合应力； 复= 【】 ， W M复 式中：M 复为复合力矩；M 复= 22 扭弯 MM M 弯：钢丝绳靜拉力产生的弯矩；(kg-cm) M 扭：钢丝绳靜拉力产生的扭矩；(kg-cm) W：卷筒截面抗弯模数；(cm ) 3 W= D 1 . 0 44 内 DD D 内：卷筒內径；(cm) D：卷筒绳槽底径；(cm) 【】：许用应力； 对于钢【 压】=； 5 . 2 s 对于铸铁【 压】=； 5 s 复=11 Mpa【 复】 W MM 22 扭弯 140 1281401 . 0 757211572 44 22 扭弯 复=11 Mpa=158 Mpa安全。 5 . 2 395 安全系数 n=14.3安全。 11 158 符合中国船级社 2007 年船舶与海上设施起重设备规范 。 卷筒失稳计算 对於大尺寸卷筒(D1200mm，L2D) ，应对卷筒壁进行稳定验算，稳定性临 界压应力计算： 23 对于钢卷筒：P 临=525000P 3 3 R 对于铸铁卷筒：P 临=(250000325000)P 3 3 R 式中：R：卷筒底槽半径； P：卷筒壁单位压力； P=20Mpa tD SmdX 2 601400 7200002 P 临=525000=330 MpaP=17Mpa 3 3 700 60 失稳系数：K= P 临/ P1.31.5 K= 330/17=191.31.5安全。 确定卷筒底径 1400mm，长度 L=3140mm，壁厚 =60mm，节距 t=60mm 滿足 设计使用要求 3.33.3 液压系统液压系统 计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径 D、活塞杆 外径 d 和缸筒长度 L。 (1)缸筒内径 D。液压缸的缸筒内径 D 是根据负载的大小来选定工作压力或往 返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径 D，再从 GB234880 标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。 根据负载和工作压力的大小确定 D：以无杆腔作工作腔时 以有杆腔作工作腔时 式中：pI 为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定； Fmax 为最大作用负载。 ( 2 活塞杆外径 d。活塞杆外径 d 通常先从满足速度或速度比的要求来选择， 然后再校核其结构强度和稳定性。若速度比为 v，则该处应有一个带根号的式 子： 24 也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.30.5D。 受压力作用时： pI5MPa 时，d=0.50.55D 5MPapI7MPa 时，d=0.60.7D pI7MPa 时,d=0.7D (3)缸筒长度 L。缸筒长度 L 由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定， 即：L=l+B+A+M+C 式中：l 为活塞的最大工作行程；B 为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A 为活塞杆导 向长度，取(0.6-1.5)D;M 为活塞杆密封长度，由密封方式定；C 为其他长度。 一般缸筒的长度最好不超过内径的 20 倍。 另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度 H。 (4)最小导向长度的确定。 当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导 向长度 H(如图 4-19 所示)。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度(间隙引 起的挠度)增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一最小导向长度。 油缸的导向长度 K隔套 对于一般的液压缸，其最小导向长度应满足下式： HL/20+D/2 式中：L 为液压缸最大工作行程(m);D 为缸筒内径(m)。 一般导向套滑动面的长度 A，在 D80mm 时取 A=(0.6-1.0)D,在 D80mm 时取 A=(0.6-1.0)d；活塞的宽度 B 则取 B= (0.6-1.0)D。为保证最小导向长度，过分 增大 A 和 B 都是不适宜的，最好在导向套与活塞之间装一隔套 K，隔套宽度 C 由 所需的最小导向长度决定，即： C=H- 采用隔套不仅能保证最小导向长度，还可以改善导向套及活塞的通用性。3. 强度校核，对液压缸的缸筒壁厚 、活塞杆直径 d 和缸盖固定螺栓的直径，在高 压系统中必须进行强度校核。 25 (1)缸筒壁厚校核。缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况，当 D/10 时为 薄壁，壁厚按下式进行校核： =ptD/2 式中：D 为缸筒内径；pt 为缸筒试验压力，当缸的额定压力 pn16MPa 时， 取 pt=1.5pn，pn 为缸生产时的试验压力;当 pn16MPa 时，取 pv=1.25 pn;为缸筒材料的许用应力， =b/n,b 为材料的抗拉强度， n 为安全系数，一般取 n=5。 当 D/10 时为厚壁，壁厚按下式进行校核： 在使用式进行校核时，若液压缸缸筒与缸盖采用半环连接， 应取缸筒壁厚 最小处的值。 (2)活塞杆直径校核。活塞杆的直径 d 按下式进行校核： d 式中：F 为活塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力， =b/1.4。 (3)液压缸盖固定螺栓直径校核。 液压缸盖固定螺栓直径按下式计算： ?d 式中：F 为液压缸负载；Z 为固定螺栓个数；k 为螺纹拧紧系数， k=1.121.5,= s/(1.2-2.5), s 为材料的屈服极限。 3.43.4 稳定性稳定性 泥浆对槽壁的支撑可借助于楔形土体滑动的假定所分析的结果进行计算。 地 墙在黏性土层内成槽。当槽内充满泥浆时，槽壁将受到泥浆的支撑护壁作用，此 时泥浆使槽壁保持相对稳定。假定槽壁上部无荷载，且槽壁面垂直，其临界稳定 槽深宜采用梅耶霍夫（G.G.Meyerhof）经验公式： 沟槽开挖临界深度： 0 , 1 /() crU hNCyyk 式中 hcr沟槽的临界深度（m） ； N条形基础的承载力系数，对于矩形沟槽 N = 4（1+B/L） ； 26 B沟槽宽度（m） ； L沟槽平面长度（m） ； Cu土壤的不排水抗剪强度（N/mm2） ； K0静止土压力系数； 分别为土和泥浆的浮容重（N/mm2） ； , 1 ,y y 沟槽的倒塌安全系数，对于粘性土为： 对于无粘性的砂土（内聚力 c=0） ，倒塌安全系数为： 1 u omm nc k pp 式中 P0m沟槽开挖面侧的土压力和水压力（MPa） ； P1m沟槽开挖面内侧的泥浆压力（MPa） ； 砂土的重力密度（N/mm3） ； 1泥浆的重力密度（N/mm3） ； 砂土的内摩擦角（0） 。 （2）槽壁稳定措施 1）槽壁土加固：在成槽前对地下连续墙槽壁进行加固，加固方法可采用双轴、 三轴深层搅拌桩工艺及高压旋喷桩等工艺。 2）加强降水：通过降低地墙槽壁四周的地下水位，防止地墙在浅部砂性土中 成槽开挖过程中易产生塌方、管涌、流砂等不良地质现象。 3）泥浆护壁：泥浆性能的优劣直接影响到地墙成槽施工时槽壁的稳定性，是 一个很重要的因素。为了确保槽壁稳定，选用黏度大、失水量小、能形成护壁泥 薄而坚韧的优质泥浆，并且在成槽过程中，经常监测槽壁的情况变化，并及时调 整泥浆性能指标，添加外加剂，确保土壁稳定，作到信息化施工；及时补浆。 4）周边限载：地下连续墙周边荷载主要是大型机械设备如成槽机、履带吊、 土方车及钢筋混凝土搅拌车等频繁移动带来的压载及震动，为尽量使大型设备远 离地墙，在正处施工过程中的槽段边铺设路基钢板加以保护，并且严禁在槽段周 边堆放钢筋等施工材料。 27 第四章第四章 冲抓斗式连续墙机械建模冲抓斗式连续墙机械建模 4.14.1 车体的建模车体的建模 首先绘制一个长方体，在长方体上面拉伸切除一个沟槽，绘制出桅杆连接装 置以及发动机的散热装置，并留出驾驶舱的位置。车身如图 4.1 所示。 图图 4.1 车身车身 绘制驾驶舱，首先绘制出驾驶舱的模型，通过抽壳命令对其进行抽壳，最后 拉伸切除出驾驶舱门以及视野玻璃的位置。驾驶舱位置如图 4.2 所示。 图图 4.2 驾驶舱驾驶舱 28 4.24.2 支撑装置的建模支撑装置的建模 桅杆的建模如图 4.3 所示 图图 4.3 桅杆桅杆 额头的建模如图 4.4 所示。 图图 4.4 额头额头 29 4.34.3 抓斗装置建模抓斗装置建模 首先建立抓斗装置的支架，选择合理的油缸，设计大小合理的滑块，在滑块 的下方设置定位块，避免机械卡死。抓斗的三维模型如图 4.5 所示。 图图 4.5 抓斗抓斗 4.44.4 冲抓斗式连续墙机械装配冲抓斗式连续墙机械装配 将绘制好的零件图按照各个部件之间的装配关系，通过同心，对齐，距离命 令，装配成的三维模型如图 4.6 所示 30 图图 4.6 装配图装配图 31 第五章第五章 冲抓斗式连续墙机械有限元分析冲抓斗式连续墙机械有限元分析 5.15.1 吊钩的有限元分析吊钩的有限元分析 抓斗的提升主要靠吊钩的拉力作用，因此最容易产生应力集中的地方也就是 吊钩的连接处，初步选定吊钩的材料为 AISI-1045 钢，冷拔，材料的属性如图 5.1 所示。 5.1 材料属性材料属性 对零件进行固定，固定吊钩的底端，如图 5.2 所示。 5.2 添加夹具添加夹具 固定夹具后，对吊钩施加外部载荷，并对其划分网格，如图 5.2 所示。 32 图图 5.3 划分网格划分网格 完成上面的步骤以后对其进行求解。应力结果如图 5.4 所示。 图图 5.4 应力图解应力图解 零件的最大应力为 4.848MP，屈服力为 620.422MP，材料满足要求 材料的位移变化图解为如图 5.5 所示 33 图图 5.5 位移图解位移图解 最大变形为 0.00908mm，满足连续墙机械实际的工作需求，说明设计的合理 性。 5.25.2 抓斗支架的有限元分析抓斗支架的有限元分析 抓斗支架主要承受抓斗加持物体时液压缸对其产生的反作用力支架的材料为 普通碳钢，材料如图 1 所示。 图图 5.6 材料属性材料属性 对支架添加夹具并施加载荷。如图 5.7 所示 34 图图 5.7 施加载荷施加载荷 设定网格大小，根据实际的需要对其进行网格划分。 图图 5.8 网格划分网格划分 完成上述步骤后，对其进行求解，可得到零件的应力分析图解如图 5.9 所示。 35 图图 5.9 应力图解应力图解 材料的屈服强度为 248.168MP，而材料收到的压力最大值为 0.012MP,故满足 实际的工作