基于proe的液壓支架三維造型設計與運動仿真(留存版)

　　

【正文】 0 .2 tgtg ? ? ? ? ? ? ? ??? = 根據（ 35）式， AP 的作用位置為： ? ?239。但是，它的極限值卻可以用頂梁和頂板支間產生相對滑動時的極限摩擦力求得。當 O 點在頂梁下方時 tg θ 取負值。1239。即以當支架支承后在處于平衡狀態時，取整體或某一個部分為分離體也處于平衡狀態，其合力成都理工大學畢業設計（論文） 和合力矩為零。成都理工大學畢業設計（論文） 成都理工大學畢業設計（論文） 第 3 章 液壓支架強度校核 支架的工作狀態 在采煤工作中，當煤被采出后，就會出現一定的空間，出現裂隙，如果不及時支護，頂板就要冒落，持續時間越長，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。 成都理工大學畢業設計（論文） 支架結構及其作用 頂梁 頂梁采用一個整體結構直接與頂板接觸，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構，以滿足強度和剛度要求。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，使其能夠循環使用。 我國液壓支架發展盡管取得了顯著成績 , 性能已經基本接近進口支架主體結構件的性能，在雙高礦井建設中出現過日產萬噸、甚至班產超萬噸的記錄 , 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、鋪網支架、兩硬煤層的強力支架、端頭支架還有獨到之處 , 但國產液壓支架技術含 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 , 液壓系統壓力在35MPa 以下 ,流量在 200L / min 以內 ,供液管 Φ25～ Φ32mm ,回液管 Φ25～Φ50mm , 最快移架速度 10～ 12s/ 架 (井下實際應用有時在 20s 以上 ) , 電液控制系統、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。 以液壓支架為主要設備的綜合機械化采煤配套設備的誕生和發展是煤礦生產發展史上的一次重大革命。成都理工大學畢業設計（論文） 畢業設計論文 基于 Pro/E 的液壓支架三維造型設計與運動仿真 成都理工大學畢業設計（論文） 摘 要 采煤綜合機械化，是加速我國煤炭工業發展，大幅度提高勞動生產率，實現煤炭工業現代化的一項戰略措施。不僅從根本上改善了勞動和安全條件，也為工作面產量和效率的迅速提高奠定了基礎。 在未來的發展方向，我國的液壓支架將朝技術含量大、鋼板強度高、移架速度快 (6～ 8s/ 架 ) 和電液控制閥的方向發展 , 對有破碎帶和斷層的工作面將加大支架的移架力 , 盡量采用整體可靠推桿和抬底座機構 ,并減少千斤頂的數量。 液壓支架支撐是在綜采工作面的頂底板之間來支撐頂板。結構如圖23 所示： 圖 23 頂梁 其主要作用是： （ l）承接頂板煤礦的載荷； （ 2）反復支撐頂煤，可對比較堅硬的頂煤起到破碎的作用； （ 3）隔離頂板，為回采工作面提供足夠的安全空間。 開始支架支撐頂板，此時為無壓狀態，當周期來壓時，頂板下降，使立柱下腔壓力增加，當增加到大于安全閥調定正壓力時，安全閥被打開，使立柱下腔壓力下降，稱立柱讓壓狀態，使支架以工作阻力支護頂板；如繼續來壓，就要不斷讓壓，所以立 柱要有一定的向下行程，如沒有向下行程，稱壓死狀態，這是在設計和使用中，必須要注意避免的現象。即滿足靜力平衡的充分必要條件為各力在 x上的投影之和為零，各力在 y 上的投影之和為零 。1 s i ns i nc o sc o s1 1 (35) 由（ 34）式和（ 31）解得： ? ? ? ? ? ?? ?]c o sc o sc o ss i nc o sc o s[s i n 1 239。 tanθ值增加，附加力增加。即壁系數斷裂極限值 maxf 等于頂梁和頂板的摩擦系數。211 c o sc o s1 ?? ???? BBA PlPlPS = ????? 3c o s20xx2827c o 1 = 前后連桿受力 根據（ 37）式，前后連桿受力為 ? ? ? ? ? ? ? ? ??DXDyDDADBDBCDCfPPPP????????????s i nc o sc o ss i nc o sc o ss i n 1 239。 （ 1）千斤頂穩定性驗算 活塞桿柔度計算： i???? (315) 式中 ?－長度折算系數，在兩端鉸接時， ? ＝ 1； ? －活塞桿的計算長度； i －活塞桿橫斷面的回轉半徑， 1Ji A? ＝ 14d 。底座對底板的比壓值應小于底板的抗壓強度，否則底座會陷入底板，造成移架困難，頂底板移動量增大，支架失穩及支承力降低等現象。為了保證它們有足夠的強度，就需根據力學原理進行計算。以連桿裝配為例。將驅動電動機放在活塞上，以活塞軸線作為連接軸，然后根據各個活塞桿的形成和運動時間，在 “輪廓 ”面板的 “規范 ”欄中選擇 “位置 ”來規范活塞的運動，在 “模 ”欄中選取 “表 ”選項；最后，利用 “運動分析 ”命令定義運動仿真的其實長度和幀數等，即可播放完成的動畫。 成都理工大學畢業設計（論文） 成都理工大學畢業設計（論文） 結論 畢業設計是我們作為學生在校學習期間最后的教學環節，是一個對畢業生專業基礎知識、研究能力、自學能力、創新能力以及各種綜合能力的檢驗和再提高。由于時間倉促，本人水平有限，難免有錯誤和不足之處，敬請各位老師指正與賜教。在設計過程中雖然遇到了不少的困難，但是在老師的指導下，自己通過努力不斷的克服一個又一個問題。 成都理工大學畢業設計（論文） 成都理工大學畢業設計（論文） 如圖 48所示，進入 “應用程序（ P） ”的 “機構 ”進行電動機設置運動時間 等參數設置。 (2) 選擇 插入 / 元件 / 裝配 命令 , 調入零件模型。本文主要基于美國 PTC 公司的 Pro/E (WILDFIRE) 軟件 ,對四柱支撐掩護式液壓支架進行了三維建模與運動仿真 。接近支護高度最高處，頂梁受力最大，支護效率最高，其支護效率為頂梁合力與工作阻力之比。 千斤頂活塞桿強度驗算 在承受同心最大軸向載荷時，千斤頂的初始撓度 1? 為： ? ? ?? c o s22 2121211 ??????? PllGlal ll (316) 成都理工大學畢業設計（論文） 由于推移千斤頂不承受活塞桿的縱向重力載荷，所以在計算時 ?cos2 21 ?PllGl這項可以不計算。 根據（ 36）式，后連桿的受力為： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ??????????????????????????????? o i o o s20xx i n1c o ss i nc o sc o ss i n1239。 水平載荷的方向可以只考慮向后作用。所以 tg θ值過大對支架受力不利。1????????????? （ 37） 參數對支架性能的影響 支撐掩護式支架在工作過程中，各主要部件的受力是變化的，其影響因素有諸多方面。一下就是根據這一理論對支架簡化成平面桿系進行受 力分析和計算。 液壓支架的架型特點 本次設計采用四柱支撐掩護式液壓支架，該支架具有以下特點： （ 1）支架型式為：四柱支撐掩護式液壓支架； （ 2）對支架總體結構參數優化，梁端距變化應小；頂梁前部較薄強度、剛度應充分保證； （ 3）支架的四連桿結構設計要從考慮梁端距變化量控制著手，并能與其它構件形成剛性好、強度高、穩定性好的整體結構； （ 4）頂梁和掩護梁帶單側活動側護板，能實現對護頂的調整； （ 5）封底底座，減小底座比壓、增大底座剛度、強度； （ 6） 支架的整體結構應具有 “人機學 ”的觀點，結構緊湊，操作方便，制造成都理工大學畢業設計（論文） 成本低； （ 7）采用雙紐線連桿機構聯結掩護梁和支架底座，以增加支撐力，增強支架的穩定性。 掩護梁 圖 24 掩護梁 成都理工大學畢業設計（論文） 掩護梁分別與頂梁和前、后連桿相連接，其主要作用有： (1) 承受上部頂板的水平分力和側向力，增強支架的抗扭性能； (2) 掩護梁與前后連桿、底座形成四連桿機構，保證支架的穩定性； (3) 對后部落煤起到阻擋作用，維護工作空間。液壓支架在工作過程中，不僅要支撐頂板，維護安全工作空間，而且要隨工作面的推進，進行移架和推移輸送機。 ZY 兩柱掩護式支架的比重將大大增加 , 缸徑將增至 Φ360mm , 端頭支架、輕放多用途支架將被廣泛使用。 據統計 ,1991 年德國煤礦使用液壓支架共 134 套 , 采煤工作面全部實現了綜合機械化。液壓支架是綜合機械化采煤方法中最重要的設備之一。 國內外液壓支架的研究現狀及發展 煤是人類生活的重要能源，煤的開采時刻與我們生活相關，而煤的開采主要是利用液壓支架等配套的綜采設 備工作的。我國自 1973 年開始大規模引進德國、英國等先進國家的綜采設備，經歷了消化、吸收和改進提高的過程，到目前已形成了較完整的設計、制造和科研體系 ，液壓支架的制造和采煤技術已有長遠發展。 成都理工大學畢業設計（論文） 第 2 章 液壓支架結構設計 液壓支架工作原理 液壓支架是由乳化液泵站提供乳化液作為動力來源的，由液壓系統，控制系統，液壓油缸和金屬構件等組成。 （ 2）油缸主要有立柱、推移千斤頂、平衡千斤頂、側推千斤頂、前梁千斤頂等。 為使冒落矸石不從連桿處掉落到支架內，本次設計后連桿為整體式。 各部件受力分析及強度校核 支架的受力分析與計算，是按理論力學中力矩平衡的原理來計算的。211 ???????? SPPlPl ABB ?? 由上式得： ? ?239。 (2)tg θ值對支架承載能力的影響 在以上各式中有多項公式包含 tg θ，分析如下： O 點是瞬時中心，隨著支架高度的變化， O 點的位置也發生變化， tg θ也跟著發生變化。 (4) 摩擦系數的影響 對支架承載能力的影響摩擦系數對支架承載能力的影響表現在 11 tg??項中。 圖 33 頂梁與掩護梁尺寸 根據（ 35）式，支架工作阻力為： ? ? ?????? ???????????? lkQleQtgPPPPtgfP xyBBBBA ?????? 239。所以校核后柱窩處的斷面強度，其斷面表示于圖 32 中。則當3LgX? 時，載荷分布為三角形。, 其強度條件為 n= b? /? ≥[n]其中 T—計算出的焊接應力 (5) 許用擠壓應力按下式進行計算 [ 0? ] = sT (6) 各結構件鋼板應選用標準尺寸 成都理工大學畢業設計（論文） (7) 安全系數，各安全系數如下所示 前 梁： 頂 梁： 底 座： 掩護梁： 活塞桿 前連桿： 后連桿： 立 柱： 缸 體： 焊 縫： 注：頂梁底座安全系數為 ，主要考慮加載時加載到工作阻力 倍，掩護梁、連桿、銷軸不能進行加載強度校核，為便于安全取 ，各結構件計算出來的安全系數如果偏大時可按標準鋼材厚度減小，或減少鋼板筋數量，筋板高度，使安全系數不要超過太大，以減輕支架重量，降低成本。在裝配時 , 系統還提供了零件的編輯修改功能 ,不管如何編輯和在何處編輯零部件 , 整個裝配部件保持關聯性 , 如果修改某些零部件 , 則引用它的裝配件自動更新 , 反應它的最新變化。 綜以上所述對零件進行裝配完成后零件圖如圖 46， 47 所