少自由度并聯(lián)液壓支架的設(shè)計(jì)與分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、液壓支架是綜采中最重要的設(shè)備之一。液壓支架的可靠和穩(wěn)定支撐不僅關(guān)系到煤層的開采成本,而且關(guān)乎相關(guān)工作者的人身安全。傳統(tǒng)液壓支架的四連桿構(gòu)型,雖然也能起到基本的支撐作用,但由于自身結(jié)構(gòu)存在不合理之處,承載能力有限,且不能承受側(cè)向壓力,產(chǎn)生了諸多不良影響,造成了各種不同的損害。與此同時(shí),并聯(lián)機(jī)構(gòu)以其高穩(wěn)定性、高承載能力、高精度等優(yōu)點(diǎn)逐漸進(jìn)入機(jī)構(gòu)研究者的視野。在這樣的背景下,相關(guān)工作者創(chuàng)造性將并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)用于液壓支架,開展了相關(guān)工作并取得了一定

2、成果。并聯(lián)液壓支架更有利于實(shí)現(xiàn)電液控制,控制頂梁下沉速度,降低對(duì)支架造成的沖擊力,充分利用巖層自身的承載能力,這些都有利于支架保持持久、穩(wěn)定的工作性能,提高支架可靠性,延長支架使用壽命。因此,并聯(lián)液壓支架研究對(duì)于提高液壓支架性能、提高煤炭一線工作者安全保障以及降低煤炭開采成本,具有重大理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
  本文在前期工作者的理論基礎(chǔ)上,將兩種新的并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于液壓支架,提出兩種新型構(gòu)型的并聯(lián)液壓支架,并從理論和模擬兩個(gè)角度

3、研究了新機(jī)構(gòu)的可行性和可靠性。為液壓支架的發(fā)展提供了新的思路,使并聯(lián)液壓支架的研究又向前邁進(jìn)了一步。
  第一,對(duì)3-SPS/PPS、3-SPS/PS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分別進(jìn)行了精確的推導(dǎo),并得到兩機(jī)構(gòu)分別是五自由度三轉(zhuǎn)動(dòng)兩移動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)和四自由度三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。后又對(duì)機(jī)構(gòu)的消極運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)副等逐個(gè)進(jìn)行了分析。構(gòu)型確認(rèn)無誤后,將并聯(lián)機(jī)構(gòu)成功應(yīng)用于液壓支架的并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu),完成其在頂梁和底座位置布局。最后,確定了液壓支架的總體三

4、維模型并介紹其主要零部件和功能。
  第二,雅可比矩陣對(duì)于機(jī)構(gòu)的位形研究具有相當(dāng)重要的參考價(jià)值。從3-SPS/PS和3-SPS/PS構(gòu)型出發(fā),選擇適用于它們機(jī)構(gòu)自身的求解方法分別求解出各自的機(jī)構(gòu)雅可比矩陣。再令各自的雅可比矩陣為零,求解出機(jī)構(gòu)的奇異位形,為避免機(jī)構(gòu)卡死提供了有效的參考。
  第三,在Solidworks中建立機(jī)構(gòu)模型,利用與ADAMS軟件的Exchange/Pro接口成功將模型導(dǎo)入ADAMS中,在賦予機(jī)構(gòu)低副

5、和驅(qū)動(dòng)后進(jìn)行仿真,得出機(jī)構(gòu)的正反解運(yùn)動(dòng)曲線圖。
  第四,將在Solidworks中建立好的模型導(dǎo)入到ANSYS中,分別對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析、靜力分析和預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。分別得出機(jī)構(gòu)自然狀態(tài)下的固有頻率、機(jī)構(gòu)承載能力和承受載荷下的固有頻率,為機(jī)構(gòu)的實(shí)物設(shè)計(jì)提供了很好的理論支撐,避免了不必要的設(shè)計(jì)失誤,大大減少了研發(fā)費(fèi)用。
  總之,本文的研究是并聯(lián)液壓支架研究領(lǐng)域的新成果,設(shè)計(jì)的新型構(gòu)型并聯(lián)液壓支架具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。將有望應(yīng)

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