基于proe的液壓支架三維造型設(shè)計與運動仿真-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 ............................. 23 支架受力影響因素 ..................................................................................... 23 強度條件 ........................................................................................................ 24 第 4 章 液壓支架三維建模與運動仿真 .................................................................. 26 三維建模及裝配 ............................................................................................ 26 液壓支架零件建模 ..................................................................................... 26 液壓支架裝配 ............................................................................................. 28 運動仿真 ........................................................................................................ 30 運動分析 ........................................................................................................ 32 結(jié)論 .............................................................................................................................. 35 致謝 .............................................................................................................................. 36 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 章 前言 本課題研究的目的與意義 眾所周知煤炭是我們的主要能源之一，少了煤炭人類的生產(chǎn)，生活將出現(xiàn)問題，所以對煤礦開采配套設(shè)備的研究顯得尤為重要。成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 畢業(yè)設(shè)計論文 基于 Pro/E 的液壓支架三維造型設(shè)計與運動仿真 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 采煤綜合機械化，是加速我國煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的一項戰(zhàn)略措施。 Again using threedimensional software Pro / E threedimensional modeling, and based on movement between the various parts in Pro / E in the assembly together. 。 以液壓支架為主要設(shè)備的綜合機械化采煤配套設(shè)備的誕生和發(fā)展是煤礦生產(chǎn)發(fā)展史上的一次重大革命。這些安全閥對大缸徑液壓支架起到了很好的保護作用。 我國液壓支架發(fā)展盡管取得了顯著成績 , 性能已經(jīng)基本接近進口支架主體結(jié)構(gòu)件的性能，在雙高礦井建設(shè)中出現(xiàn)過日產(chǎn)萬噸、甚至班產(chǎn)超萬噸的記錄 , 但總體水平與世界先進采煤國家仍存在一定差距，在支架架型功能上我國與國外相差無幾 , 有些地方特別是特厚煤層用的放頂煤支架、鋪網(wǎng)支架、兩硬煤層的強力支架、端頭支架還有獨到之處 , 但國產(chǎn)液壓支架技術(shù)含 量偏低 , 電液控制閥可靠性差 ,所用鋼材一般為 16Mn ,最好的屈服極限才 700MPa , 液壓系統(tǒng)壓力在35MPa 以下 ,流量在 200L / min 以內(nèi) ,供液管 Φ25～ Φ32mm ,回液管 Φ25～Φ50mm , 最快移架速度 10～ 12s/ 架 (井下實際應(yīng)用有時在 20s 以上 ) , 電液控制系統(tǒng)、主要閥類及配套的液壓泵站仍需要進口，工作阻力更是相對較低，使用壽命也與進口支架存在一定差距。我們采取多種措施提高結(jié)構(gòu)件的可靠 性：（ 1）改進計算方法 , 采用三維軟件建立模型設(shè)計計算方法通用程序或有限元分析（ 2）優(yōu)化支架主梁結(jié)構(gòu)參數(shù)系列 (3) 簡化梁體結(jié)構(gòu) , 妥善處理斷面變化 , 加強連接部位 (4)優(yōu)化焊縫設(shè)計 , 避免應(yīng)力集中。從支架流回的低壓乳化液通過組合操縱閥與回液截止閥由主回液管路回到泵站乳化液箱內(nèi)，使其能夠循環(huán)使用。支撐掩護式支架的頂梁由前梁與主頂梁構(gòu)成，四根立柱支撐在頂梁和立柱之間，掩護梁的上端與頂梁鉸接，下端用連桿與底座相連。 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 支架結(jié)構(gòu)及其作用 頂梁 頂梁采用一個整體結(jié)構(gòu)直接與頂板接觸，支撐頂板負荷，是液壓支架的主要承載部件，是由鋼板焊接而成的箱式結(jié)構(gòu)，以滿足強度和剛度要求。 前后連桿 前、后連桿分別與掩護梁和底座鉸接，共同形成四連桿機構(gòu)，前連桿采用鑄鋼件，鑄件中不能有氣孔、砂眼等，避免強度降低，使用壽命減少。成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 章 液壓支架強度校核 支架的工作狀態(tài) 在采煤工作中，當(dāng)煤被采出后，就會出現(xiàn)一定的空間，出現(xiàn)裂隙，如果不及時支護，頂板就要冒落，持續(xù)時間越長，危險就越大，而頂板冒落時一般分為三個階段，開始頂板并不受力，此時頂板完好，而且沒有下降趨勢，此時頂板并不破裂，且這種下降帶有一定的時間過渡，如不及時支護，頂板就會破裂而冒落，此時叫冒落狀態(tài)。 (4) 通過分析和計算可知，掩護梁上作用力，只能使支架實際支護阻力降 低，所以在計算強度時不考慮在內(nèi)。即以當(dāng)支架支承后在處于平衡狀態(tài)時，取整體或某一個部分為分離體也處于平衡狀態(tài)，其合力成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 和合力矩為零。受力狀態(tài)如圖 31所示。1239。 ? 角和 cos ? 之間的關(guān)系表示在右圖中。當(dāng) O 點在頂梁下方時 tg θ 取負值。一般情況下，支架常用加大立柱的傾角來擴大支架的調(diào)高范圍。但是，它的極限值卻可以用頂梁和頂板支間產(chǎn)生相對滑動時的極限摩擦力求得。當(dāng)支架升高時， c? 和 D? 就逐漸增大，C?sin 和 D?sin 也就逐漸變大。1 s i ns i nc o sc o s1 1 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） = 1 [ 20 00 c os 7 20 00 c os 3 ( 20 00 sin 7 20 00 sin 3 ) 20 .2 ]1 0. 3 20 .2 tgtg ? ? ? ? ? ? ? ??? = 根據(jù)（ 35）式， AP 的作用位置為： ? ?239。11??????????????????????????????DDDDCCCCBBBBAPPPPPPPPR????????(310) 式中 KNPB 20xx? KNPC ? KNPB 20xx39。 推移千斤頂強度計算 推移千斤頂計算推溜力為： ；拉架力為 231KN；故所受最大力為拉架力。 安全系數(shù)為： ? ? ??nn b???? (322) 式中 b? －缸體材料為 27SiMn無縫鋼管， b? ＝ 980 MPa []n －許用安全系數(shù)，一般取 ～ 4。 頂梁前端比壓為： 3B )26(2 1021 ?mLg LgxFq －＝ （ MPa） (324) 頂梁后端比壓為： 3B )64( 1021 ?mLgxLgFq －＝ （ MPa） (325) 支護強度為單位面積得支護阻力按下式進行計算 ? ? 11 BSFq ?? (t/ 2m ) (326) 式中 s:頂梁前端至煤壁的距離 B1：支架支護強度（支架間距） 不同高度求得支護強度 q 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 底座接觸比壓 底板條件的變化，底座的接箸比壓很不均勻，為計算方便起見，假設(shè)底座與底板均勻接箸且為線性載荷分部。 強度條件 (1) 強度校核均從材料的屈服極限計算安全系數(shù) (2) 結(jié)構(gòu)件，銷柱，活塞桿的屈服極限及強度條件 ① 各結(jié)構(gòu)件受力普通低合金結(jié)構(gòu)鋼為 15MnVN 鋼板焊接成，取極限4500Kg/㎝ 178。液壓支架前頂梁 掩護梁 四連桿 底座等都屬于焊接結(jié)構(gòu)件，它們的強度都決定于液壓支架工作阻力及鋼板和焊縫的許用應(yīng)力。 我們可以使用拉伸等方法建立液壓支架的第一個構(gòu)件 ——前連桿，如圖 41所示； 圖 41 前連桿 選擇 “文件 ”/ “保存副本 ”，輸入新文件 “qianliangan”。 進行零件裝配時最重要的步驟就是對零部件進行適當(dāng)?shù)募s束。 零件的準確裝配是液壓支架運動仿真的前提 ,裝配關(guān)系的正確與否直接影響著液壓支架運動仿真能否正確實現(xiàn)。 由于液壓支架運動已立柱或油缸為驅(qū)動件，活塞桿在油缸中只作往復(fù)運動，所以，在建立液壓支架的仿真模型時，底座是靜止的，其余部件可以移動。在液壓支架運動仿真完成之后，借助于 Pro/E仿真分析測量還可以測量系統(tǒng)中需要跟蹤的參數(shù)，如零件的位置、速度、加速度等，并可以將其變化趨勢通過圖形表示出來，這樣更直觀，更具體反應(yīng)液壓支架的某些運動特征，方便設(shè)計者記錄。 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 413 加速度與時間關(guān)系 圖示表示為頂梁定點加速度隨著時間變化的曲線。 也許這次設(shè)計只是我人生萬里長征的第一步，我想有了此次設(shè)計的經(jīng)歷和方法，我將會在我所學(xué)領(lǐng)域做出更多的成績。 此外，對在我設(shè)計和實習(xí)過程中，給予幫助的老師和同學(xué)表示感謝！ 最后，感謝各位評閱老師在百忙之中評閱本文。 此設(shè)計是在張靜老師的悉心指導(dǎo)和幫助下，在很多同學(xué)的熱心幫助和支持下，經(jīng)過這學(xué)期的忙碌和工作才能順利完成的。 通過這次設(shè)計對液壓支架有了基本的了解，熟悉其 工作原理，并且了解了國內(nèi)外關(guān)于液壓支架的最新研究成果和目前世界上各種先進液壓支架的特點，及液壓支架在將來的發(fā)展前景。當(dāng)支架到達頂端后，液壓支架停止運動，而后又勻速下降。 圖 48 運動仿真 插入伺服電動機，進行時間，速度等參數(shù)設(shè)置，如圖 49 所示。裝配時首先要確定運動各構(gòu)件及其相互間的運動關(guān)系和運動副。 (3) 給零件施加定位約束。 圖 42 頂梁 圖 43 底座 圖 44 掩護梁 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 45 后連桿 以上為液壓支架主要零件圖， 在生成零件三維模型的基礎(chǔ)上 ,可以對其進行裝配。建模 采用自下而上的原則進行設(shè)計，即先建立液壓支架各零件及部件的三維模型，然后對其進行總體裝配。強度條件為 n = b? /[? ],式中 [? ]—缸體許用應(yīng)力 Kg/㎝ 178。 （ 2）系數(shù)對支架受力的影響 液壓支架在實際工作中的摩擦系數(shù)是一個不定值，一般鋼對巖石的摩擦系數(shù)為 ～ ，根據(jù)計算表明，摩擦系數(shù)增大，對支架受力有利，使底座的底比壓分布較好。為計算方便，假設(shè)頂梁與頂板均勻接觸且載荷為線性分布。則 ? ?al ll2 21211 ?????? (317) 其中： 1? ＝ ； 2? ＝ ； 1l ＝ 810mm； 2l ＝ 950mm； l ＝ 1650mm； a＝ 222mm 1 (6 .6 5 0 .0 2 5 )