連續(xù)采煤機(jī)行走部動(dòng)力學(xué)分析及其疲勞可靠性研究.pdf

1、連續(xù)采煤機(jī)是現(xiàn)代化的采掘設(shè)備，不論是在房柱式采煤還是在長(zhǎng)壁工作面煤巷掘進(jìn)中，都具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。履帶行走裝置是連續(xù)采煤機(jī)的重要組成部分，在連續(xù)采煤機(jī)工作過(guò)程中，履帶行走裝置承受著來(lái)自煤壁及底板的巨大載荷，直接影響連續(xù)采煤機(jī)的工作可靠性。
　　 傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式是通過(guò)對(duì)物理樣機(jī)的型式試驗(yàn)及其工業(yè)性試驗(yàn)，進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析并修改結(jié)構(gòu)及其參數(shù)，達(dá)到使所開(kāi)發(fā)產(chǎn)品性能優(yōu)化的目的。這種產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式需要較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間，又要耗費(fèi)大量

2、的人力物力，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)成本增加，開(kāi)發(fā)周期延長(zhǎng)，利潤(rùn)降低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降。所以有必要在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)造一個(gè)履帶行走裝置工作的虛擬環(huán)境，在這個(gè)虛擬環(huán)境中對(duì)履帶行走裝置進(jìn)行仿真分析。這樣一來(lái)開(kāi)發(fā)成本大大降低，開(kāi)發(fā)周期也會(huì)縮短，同時(shí)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)大幅度提升。
　　 本文針對(duì)連續(xù)采煤機(jī)履帶行走裝置展開(kāi)研究。首先，在分析履帶行走裝置構(gòu)造及工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)履帶行走裝置的行駛阻力進(jìn)行理論計(jì)算，為履帶行走裝置動(dòng)力學(xué)仿真提供外部載荷。然后，介紹

3、了可靠性的相關(guān)知識(shí)，列舉連續(xù)采煤機(jī)故障次數(shù)及故障時(shí)間統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行分析計(jì)算，找出履帶行走部是連續(xù)采煤機(jī)的主要故障點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行可靠性分析。
　　 接著，以多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，建立了連續(xù)采煤機(jī)履帶行走裝置的虛擬樣機(jī)模型，在建立模型過(guò)程中，最為復(fù)雜的可謂施加接觸力。在運(yùn)行時(shí)行走裝置的驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、履帶架與履帶板都會(huì)產(chǎn)生接觸力作用。龐大的接觸力利用通常的方法一個(gè)一個(gè)的施加是不準(zhǔn)確的，也是不能實(shí)現(xiàn)的。只能利用ADAMS 本身自

4、帶的宏命令語(yǔ)句來(lái)施加繁多的接觸力。利用編寫的宏命令中的循環(huán)語(yǔ)句可以方便地施加繁多的接觸力，必要時(shí)還可以對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)化處理。隨后將履帶行走裝置的三維模型施加約束、接觸力及外部載荷，從而建立其動(dòng)力學(xué)仿真模型，在ADAMS/View 虛擬環(huán)境下對(duì)前進(jìn)、后退、爬坡、轉(zhuǎn)向等各種運(yùn)行情況下的履帶行走裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，獲得了履帶行走裝置的一些動(dòng)力學(xué)特性。最后基于UG 軟件的NX Nastran模塊對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行有限元強(qiáng)度及疲勞可靠性分析，得到驅(qū)