抛石机是用于在河流防汛抢险中抛掷补充根石的一种机械设备。这种设备在国内的发展还处于起步阶段,技术水平较低。现有的抛石机具普遍到位率低、劳动强度和危险性大,根石走失后不能准确补充,致使险情不断发生。 在分析堤坝结构、根石走失规律和总结现有抛石机具特点的基础上,利用机、电、液一体化的设计思想,结合集成制造系统和智能化的原理,对新型高效抛石机进行了研究和创新设计。 通过对根石走失规律的分析可知,根石台下1米处流量达1000m~3/s,对根石冲刷最严重,故可得根石易走失部位在沿子石外水平距离11米处。 运用计算物理学的知识对石料滑行轨迹进行了优化改进,建立了石料滑行的理想轨迹——摆线型喂料斗和直线排体,摆线型喂料斗与直线型喂料斗相比,其末端速度提高了36.5%,模拟试验验证了理论分析的正确性;根据理论分析结果对抛石机进行了结构创新设计和液压系统设计,仿真结果表明机构设计合理。 从静态和动态两方面对抛石机的稳定性进行评价,以保证整机作业和运行的安全。现场抛石试验表明80%的石料抛掷到位,抛石效率显著提高;道路试验结果表明抛石机行驶情况与理论分析基本相同,受实际结构变形的影响,各值略小。 根据铅丝笼护根的优势,以抛石机设计思路为指导,通过作图法确定举升机构的参数,仿真结果验证了结构设计的合理性,为铅丝笼抛掷设备的设计提供了依据和方法。 新型高效抛石机的研究设计解决了现有抛石机具存在的不足,具有较好的机动性和灵活性,提高了抗洪抢险的自动化程度,减轻了人们的劳动强度,提高了抢险效率及可靠性,具有显著的经济效益和社会效益。