發(fā)布時(shí)間：2018-05-28 07:56

  本文選題：液壓支架 + 并聯(lián)機(jī)構(gòu)　； 參考：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：液壓支架是煤礦綜采機(jī)械化設(shè)備的重要部分之一,是采煤工作面重要的支護(hù)設(shè)備,必須保證采煤工作面下工作人員和各項(xiàng)作業(yè)的安全進(jìn)行。我國(guó)煤炭資源豐富,但煤層條件復(fù)雜多變,傾角變化大,導(dǎo)致支護(hù)采煤工作面頂板的液壓支架會(huì)受到因圍巖運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的空間各方向作用載荷,而現(xiàn)有液壓支架的主體支撐立柱為平面前后對(duì)稱布置,其不具備抵抗側(cè)方向分力的能力,掩護(hù)梁下的四連桿機(jī)構(gòu)為平面超靜定機(jī)構(gòu),具有較大自內(nèi)力,也不具備抵抗側(cè)方向分力的能力。論文針對(duì)上述問題,設(shè)計(jì)了一種以3-RPC并聯(lián)機(jī)構(gòu)為主體支撐機(jī)構(gòu)的三自由度雙并聯(lián)液壓支架,基于機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)理論、D-H矩陣、"TRIZ"理論、ADAMS軟件和ANSYS Workbench軟件,對(duì)主體支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、工作空間分析,以及在液壓支架的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和關(guān)鍵零部件優(yōu)化等方面進(jìn)行了研究。具體研究工作如下:基于國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)頂?shù)装暹\(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究,將圍巖與液壓支架設(shè)為關(guān)聯(lián)系統(tǒng),分析液壓支架的受力情況,并表示出工作阻力與圍巖壓力、掩護(hù)梁壓力以及連桿作用力等之間的關(guān)系,為三自由度雙并聯(lián)液壓支架的研究給出了理論依據(jù)�；跈C(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)理論、D-H矩陣分別對(duì)3-RPC并聯(lián)支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、工作空間分析,得出其動(dòng)平臺(tái)具有X、Y和Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)特征,并通過"TRIZ"理論對(duì)傳統(tǒng)液壓支架優(yōu)化設(shè)計(jì),最終得出三自由雙并聯(lián)液壓支架的設(shè)計(jì)方案,并對(duì)其進(jìn)行受力分析,證明其在受力方面具有側(cè)向抗壓性。通過ADAMS建立新型液壓支架的虛擬樣機(jī),設(shè)置其工作參數(shù),進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真,分析得出并聯(lián)液壓支架具有空間三個(gè)方向讓壓運(yùn)動(dòng)能力,并且在液壓支架五種通用工況下,具有良好的大傾角和頂板不平整適應(yīng)性�；贏NSYS Workbench對(duì)新型液壓支架的主體結(jié)構(gòu)件進(jìn)行靜力學(xué)分析,得出整體變形和應(yīng)力分布情況;利用"Design Exploration"模塊對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì),改進(jìn)了耳座的結(jié)構(gòu)尺寸,大大降低了其最大應(yīng)力值,同時(shí)也減小了質(zhì)量和空間占用體積,改進(jìn)后新型并聯(lián)液壓支架滿足使用要求,性能更好,為日后產(chǎn)品的研發(fā)提供理論的參考。
[Abstract]:Hydraulic support is one of the important parts of mechanization equipment in fully mechanized coal mining. It is also an important supporting equipment in coal mining face. It is necessary to ensure the safety of the workers and all kinds of operations under the coal mining face. China is rich in coal resources, but the coal seam conditions are complex and changeable, and the inclined angle changes greatly, which results in the hydraulic support of the roof of the supporting coal face being subjected to the action load of various directions in space caused by the movement of surrounding rock. However, the main supporting column of the existing hydraulic support is laid out symmetrically before and after the plane, and it does not have the ability to resist the lateral direction force. The four-bar linkage mechanism under the shield beam is a plane statically indeterminate mechanism, which has a large internal force. Also does not have the ability to resist the lateral direction of the force. In order to solve the above problems, this paper designs a three degree-of-freedom double parallel hydraulic support with 3-RPC parallel mechanism as the main supporting mechanism. Based on the topological structure theory of the mechanism, D-H matrix, "TRIZ" theory, Adams software and ANSYS Workbench software, the main support mechanism is constructed. Workspace analysis, kinematics, dynamics and key parts optimization of hydraulic support were studied. The specific research work is as follows: based on the research of the law of roof and floor motion, the surrounding rock and hydraulic support are set up as the related system, and the stress of the hydraulic support is analyzed, and the working resistance and the surrounding rock pressure are expressed. The relationship between cover beam pressure and connecting rod force provides a theoretical basis for the study of three degrees of freedom double parallel hydraulic support. Based on the topological structure theory of mechanism and D-H matrix, the structure and workspace of 3-RPC parallel support mechanism are analyzed, and the motion characteristics of the moving platform in three directions, XY and Z, are obtained, and the traditional hydraulic support is optimized by "TRIZ" theory. Finally, the design scheme of three free double parallel hydraulic support is obtained, and the force analysis is carried out to prove that it has lateral compression resistance. The virtual prototype of the new hydraulic support is built by ADAMS, and its working parameters are set up, and the kinematics and dynamics simulation are carried out. It is concluded that the parallel hydraulic support has the capability of three directions of space and pressure, and under five general working conditions, the parallel hydraulic support has the ability to move in three directions. It has good adaptability of large dip angle and uneven roof. Based on the static analysis of the main structure of the new hydraulic support based on ANSYS Workbench, the overall deformation and stress distribution are obtained, and the structural dimension of the key parts is optimized by using "Design Exploration" module, which improves the structure size of the ear seat. The maximum stress value is greatly reduced, and the mass and space occupied volume are also reduced. The improved parallel hydraulic support meets the requirements of operation and the performance is better, which provides a theoretical reference for future product research and development.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD355.41

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本文編號(hào)：1945919