井下裝載機工作裝置性能提升及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、井下裝載機是地下礦山無軌采掘作業(yè)必備的主體設(shè)備之一,它依靠自身工作裝置的運動來完成物料的裝、運、卸,因此工作裝置的結(jié)構(gòu)和性能直接影響整機的工作尺寸和性能參數(shù)。工作裝置設(shè)計包括連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計和工作裝置各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文以某型號井下裝載機工作裝置為例,對其連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。針對Z型反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計開發(fā)了連桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計軟件,而后分別對優(yōu)化前后工作裝置進行多剛體運動學和動力學仿真分析,并對在靜態(tài)載荷下工作裝

2、置的受力狀況進行有限元分析。主要研究內(nèi)容包括:
　　 ⑴對工作裝置三維立體模型進行處理,推導出桿系幾何結(jié)構(gòu)基本關(guān)系式,建立連桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型,采用約束復合形法的改進算法,對連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,優(yōu)化之后工作裝置的動力性能和卸料性能得到不同程度的提高。
　　 ⑵結(jié)合工作裝置六桿機構(gòu)特點,利用MATLAB軟件GUIDE平臺,設(shè)計開發(fā)了集井下裝載機工作裝置運動仿真、動態(tài)顯示、齒尖運動軌跡及性能曲線和數(shù)據(jù)自動生成于一體

3、的優(yōu)化設(shè)計軟件,通過對某型號井下裝載機優(yōu)化前后工作裝置運動分析仿真計算對比和裝載機鏟斗齒尖運動軌跡的測量實驗,驗證了所開發(fā)軟件的正確性和可靠性。
　　 ⑶建立了井下裝載機工作裝置虛擬樣機數(shù)字模型,對優(yōu)化設(shè)計前后工作裝置進行多剛體運動學和動力學仿真計算,獲得工作裝置各重要桿件和鉸接點的運動特性和動力學特性,精確地反映了井下裝載機工作裝置的實際運動過程和受力狀態(tài),為更加合理地進行各構(gòu)件質(zhì)量的分配和強度分析計算提供了重要依據(jù)。