基于proe的液壓支架三維造型設計與運動仿真(更新版)

　　

【正文】 （ 312） 成都理工大學畢業設計（論文） 2222[ 1 4 5 8 0 5 4 0 ( 9 1 4 . 5 ) ] [ 1 9 4 4 3 6 ( 9 1 4 . 5 ) ][ 6 3 0 4 7 2 ( 2 1 4 . 5 ) ] [ 2 1 . 4 1 6 ( 2 6 1 4 . 5 ) ]? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? = 4cm 彎曲應力 (28 )BM J? ?? = 10 ( 28 )??=(313) ④ 安全系數 N= s?? = =6 (314) 由于安全系數 6 遠遠大于所給定安全系數，所以支架底座絕對安全。239。1239。 對連桿受力影響由連桿受力 cp 和 DP 的計算式可以看出，摩擦力對連桿受力的影響表現在 CAfP ?sin 和 DAfP ?sin 項中。產生水平載荷的原因很多，所以它的大小和方向也是根據具體情況而變化。在調高范圍內，支架的承載能力在兩側的高度內比較小。當 O 點在頂梁上方時， tg θ 取正值。因為 cos ? ≤1，因此立柱傾斜布置將使支架的承載能力降低。211 c o sc o s1 ?? ???? BBA PlPlPS （ 34） 把 (34)式代入（ 31）式，解得： ? ? ?????? ???????????? lkQleQtgPPPPtgfP xyBBBBA ?????? 239。BP 。即一個物體受幾個力的作用下處于平衡狀態時，所受力和力矩之和為零。 (3) 頂梁，底座與頂底板認為接觸分布均勻，載荷沿支架長度方向呈線性變化，沿支架寬度方向為均勻分布。均為鋼板焊接的箱體結構，這種結構有較強的抗拉、抗壓和抗扭性能。 底座結構如圖 25 所示 圖 25 底座 其主要作用是： (1) 將上面載荷傳遞給底板，為立柱、推移裝置及其他裝置提供足夠的操作空間； (2) 給工作人員創造一個良好的工作環境； (3) 維持支架的穩定性。 （ 3）液壓控制元件主要有液壓控制閥、操縱閥、雙向鎖、安全閥、截止閥以及液壓輔助元件等。因此，它兼有支撐式和掩護式支架的結構特點和性能，可適用于各種工作環境。來自泵站的高壓乳化液，經主進液管送到了工作面，并與每個支架的進液截止閥相連導入支架，再經過組合操縱閥配液到各液壓缸，以完成支架所需的各種具體操作。支架主要部件多數是由鋼板組焊而成的結構件 , 其可靠性不僅取決于梁體截面的計算強度 , 而且與結構合理性、受力情況分析的準確性、焊縫布置的形式、應力集中狀況等多種因素有關。 1984 年，北京開采所、沈陽所、鄭州煤機廠聯合進行了我過第一套放頂煤支架的工業性試驗，繼而為研制多種地位、中位和高位放頂煤支架奠定了基礎。目前國外如：英、美、德等國家的大缸徑液壓支架上成都理工大學畢業設計（論文） 已經配備了 250400L/min 的大流量安全閥。綜采設備的研制和廣泛的運用，對煤炭工業革新技木裝備不僅有著重大的作用而且對采煤工藝各個環節技術水平的發展和提高，是強有力的促進因素。 Second, support for structural support made the cover of hydraulic design and strength check。綜合機械化不僅產量大，效率高，成本低，而且能減輕笨重的體力勞動，改善作業環境，是煤炭工業技術的發展方向。液壓支架作為綜采設備的一員，在其中扮演著重要角色，其主要功能不僅用于支撐管理頂板，隔離采空區，維護采煤作業空間，并能進行前移，推進采煤工作面輸送機和采煤機。但是綜采設備投資較高，特別是液壓支架占綜采設備總投資約 60%，因此液壓支架的合理選用顯得尤為重要。制造方面形成以原部屬專業制造廠為主、機械工業部及船舶制造總公司等專業廠為輔的制造體系，以及以國家煤礦支護設備質量檢測中心為骨干的檢測隊伍。另外 ,將普遍采用額定壓力為 40MPa 、額定流量為 400L / min 的高壓大流量乳化液泵成都理工大學畢業設計（論文） 站 ， 以適應快速移架的需要 ， 系統采用環形或雙向供液 ， 保證支架有足夠的壓力達到初撐力 ,保證支架接頂位置準確。 （ 1） 收集關于液壓支架的資料，了解液壓支架的結構、工作原理等。頂板壓力作用在頂梁上，并通過頂梁和底座間的立柱將壓力傳至底板。它的主要缺點是：結構較為復雜，成本比較高。 本支架采用分段組合式頂梁結構（剛性頂梁＋鉸接式前梁），強度高，對頂板維護較好。對于后連桿，由于不僅受到冒成都理工大學畢業設計（論文） 落矸石的負荷，還要承受頂板的一個水平推力，所以要求它有較大的強度，這里采用整體式結構。 支架在工作面受力是由于頂板下降，同時又有向采空區移動的趨勢，使頂梁受合力和底座受底板壓力，其中頂板合力的垂直分力，由支架工作阻力來克服，所以我們在計算支架的工作載荷 F 時按支架的工作阻力來確定。 (6) 作用在頂梁上水平力的產生有二種情況：一種是支架在承載讓壓時，由于頂梁前端運動軌跡為雙扭線，所以頂梁與頂板有產生位移的趨勢，水平力為頂梁合力與靜摩擦系數的乘積，其方向與頂梁產生位移方向趨勢相反；另一種是由于頂板向采空區方向移動，使支架頂梁受一指向采空區的水平力，最大水平力值與上相同。各力對某點取矩之和為零。239。1CxCyCCACBCBDCDfPPPP???????????????????????? （ 36） ? ? ? ? ? ? ?? ? ?DXDyDDADBDBCDCfPPPP????????????s i nc o sc o ss i nc o sc o ss i n 1 239。當 ? 。當摩擦系數 W＝ ， tg θ=，附加力可達支架名義工作阻力的 30％。但是支架在設計中一般都要按可能的最大承載力來設計，顯然這就使支架不能發揮應有的作用，在很大的一段承載范圍內就要大材小用。所以此值的大小在 0～maxf 范圍內變化。 (5) 桿水平角對連桿受力的影響 由 CP 和 DP 的計算式可知，當它的分母為零時， CP 和 DP 將無限大。1?????????????? ? ? ?? ? ?? ? ???????????????????? o i o o i n 1 =－ 由上式得 “－ ”號，所以前連桿受力方向與圖示相反，也就說前連桿受拉力。 由以上求出支反力 AR =964KN 各點的彎矩： AM =0 0. 30 2BAMR? ? ? 1139。 解得： i ＝ 1054 ＝ 1 ? ?? ＝ 60，故屬于短桿不必校核其穩定性，只進行強度校核，其方法和單伸縮立柱相同。 頂梁載荷分布 頂梁所受頂板的載荷求出后，就可以進一步計算出載荷在頂梁上面的分布情況。支架技術特征中給出的底座與底板的平均比壓值為： 0P = dBdLR (MPa) (327) 式中 0P ：平均比壓（ MPa） R：底座對底板的合力 （ N） dL :底座長度 （ m） dB ：底座當量寬度（ m） 求得 0P ＝ 支架受力 的 影響因素 （ 1） 角度 對支架受力的影響 液壓支架，由于支護高度的變化，使平衡千斤頂的角度，立柱的支承角度，掩護梁及四連桿機構的角度等的不同，支架受力也不同。 ③ 活塞桿均采用 45 鋼，取屈服極限 3600 Kg/㎝ 178。成都理工大學畢業設計（論文） 第 4 章 液壓支架三維建模與運動仿真 三維建模及裝配 目前 ,許多國內外的大型輔助設計軟件都包含了機械的虛擬裝配和運動仿真的模塊 ,如國外 PTC公司的 Pro/MECHANISM, EDS 的 UG, MATRA的 EUCLID 和國內的 CAXA 等 ,這些都給設計人員提供了更完善的機械設計途徑。 成都理工大學畢業設計（論文） 根據以上原則分別建立了頂梁、底座等部件的整體模型，如圖所示。 裝配步驟如下 : (1) 選擇 文件 / 新建 命令 , 在新建對話框類型選項中選取 組件 模塊 , 子類型選項中選取 設計 ,取消使用缺省模板。根據構件間的相對運動情況 ,通過設成都理工大學畢業設計（論文） 定各種連接來限制構件的自由度。 根據各自所需要的時間 ,各個伺服電動機的運動關系問題 ,使液壓支架的整個工作循環動態模擬能順利地按工作順序完成。如下圖 410為速度與時間的關系圖。通過畢業設計工作，使我進一步鞏固和加強對基本知識、基本技能的掌握，使我的自學能力、資料查閱能力、計算機三維軟件的應用能力、創新能力及團隊協作精神和吃苦耐勞精神等得到綜合訓練。畢業設計即將尾聲，我感覺到一種前所未有的成就感和喜悅感，因為這次成功的設計不僅僅是我人生的第一次真真正正，完完全全的設計，更是我汗水與心血的結晶。 祝：各位老師工作順利，身體健康?。?！ 成都理工大學畢業設計（論文） 參考文獻 [1]吳宗澤 .機械課程設計手冊 [J].高等教育出版社 .20xx. [2]趙衡山 .德國液壓支架設計研究的新進展 .煤炭科學研究總院 .20xx. [3]朱輝 .唐保寧 .畫法幾何及工程制圖 .上?？茖W技術出版社 .20xx. [4]萬啟超 .魏田和 . Pro/ENGINEER結構、熱、運動分析基礎與典例范例 .電子工業出版社 .20xx [5]羅恩波 .國內外液壓支架現狀及我國的發展趨勢 .鄭州煤礦機械廠 .1999. [6]歐陽波儀 .Pro/ENGINEER 中文野火版軟件應用技術 .北京：人民郵電出版社 .20xx [7]高秀華 .機械三維動態設計 仿真技術（ Pro\ENGINEER 和 Pro\MECHANICA 應用） .北京：化學工業出版社 .20xx [8]尹力，劉德利，于洋 .基于 Pro/E布局的液壓支架設計與分析 .三一重型裝備有限公司 .20xx [9]王國法 . 高效綜合機械化采煤成套裝備技術［ M］．徐州 :中國礦業大學出版社， 20xx． [10]張靜，劉鳳景 .基于 Pro/E的液壓支架虛擬建模與運動仿真．山東科技大學 20xx． [11]王曉卓 .三維軟件 Pro/E在液壓支架設計中的應用分析．鄭州煤礦機械集團有限責任公司20xx． [12]王悅勇 .田家寶 . 四柱支撐式液壓支架計算機軟件的設計．三一重型裝備有限公司， 20xx． [13]孫海波 .陳功 . Pro/E三維造型應用及機構仿真．中國礦業大學出版社 .20xx． [14]吳立軍 .Pro/E 三維造型技術教程．清華大學出版社 20xx． [15]王國法 ,等 . 液壓支架三維建模及運動仿真 [J ] . 煤炭科學技術 , 20xx(1) :42 44. [16]Cock,.,Mine hoist automation and control systems ［ J］ . Mining Technology, V7(886),1995,163173. [17],. Monitoring varying speed machinery vibrations I. The use of nonstationary recursive filters[J],Mechanical system and signal processing,V9(6),1995,635. [18] Foge1,D.,An introduction to simulated evolution optimization, IE Transactions on Neural NetWorks,~14,1994. [19] Gillies,A.,Machine learning procedures for generating image domain feature detectors, ,University of Michigan,Ann Arbor,1985.