井下裝載機(jī)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(jī)是地下礦山無(wú)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(yùn)動(dòng)來(lái)完成物料的裝、運(yùn)、卸,因此工作裝置的結(jié)構(gòu)和性能直接影響整機(jī)的工作尺寸和性能參數(shù)。工作裝置設(shè)計(jì)包括連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)和工作裝置各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文以某型號(hào)井下裝載機(jī)工作裝置為例,對(duì)其連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)Z型反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,而后分別對(duì)優(yōu)化前后工作裝置進(jìn)行多剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析,并對(duì)在靜態(tài)載荷下工作裝

2、置的受力狀況進(jìn)行有限元分析。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　 ⑴對(duì)工作裝置三維立體模型進(jìn)行處理,推導(dǎo)出桿系幾何結(jié)構(gòu)基本關(guān)系式,建立連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,采用約束復(fù)合形法的改進(jìn)算法,對(duì)連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化之后工作裝置的動(dòng)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(jī)構(gòu)特點(diǎn),利用MATLAB軟件GUIDE平臺(tái),設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了集井下裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真、動(dòng)態(tài)顯示、齒尖運(yùn)動(dòng)軌跡及性能曲線和數(shù)據(jù)自動(dòng)生成于一體

3、的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,通過(guò)對(duì)某型號(hào)井下裝載機(jī)優(yōu)化前后工作裝置運(yùn)動(dòng)分析仿真計(jì)算對(duì)比和裝載機(jī)鏟斗齒尖運(yùn)動(dòng)軌跡的測(cè)量實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所開(kāi)發(fā)軟件的正確性和可靠性。
　　 ⑶建立了井下裝載機(jī)工作裝置虛擬樣機(jī)數(shù)字模型,對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)前后工作裝置進(jìn)行多剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算,獲得工作裝置各重要桿件和鉸接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力學(xué)特性,精確地反映了井下裝載機(jī)工作裝置的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程和受力狀態(tài),為更加合理地進(jìn)行各構(gòu)件質(zhì)量的分配和強(qiáng)度分析計(jì)算提供了重要依據(jù)。