【摘要】： 井下裝載機是地下礦山無軌采掘作業(yè)必備的主體設備之一,它依靠自身工作裝置的運動來完成物料的裝、運、卸,因此工作裝置的結構和性能直接影響整機的工作尺寸和性能參數。工作裝置設計包括連桿機構的結構參數設計和工作裝置各部件的結構設計。本文以某型號井下裝載機工作裝置為例,對其連桿機構的結構參數進行優(yōu)化設計。針對Z型反轉六桿機構結構特點,設計開發(fā)了連桿機構優(yōu)化設計軟件,而后分別對優(yōu)化前后工作裝置進行多剛體運動學和動力學仿真分析,并對在靜態(tài)載荷下工作裝置的受力狀況進行有限元分析。主要研究內容包括： 1.對工作裝置三維立體模型進行處理,推導出桿系幾何結構基本關系式,建立連桿機構優(yōu)化設計數學模型,采用約束復合形法的改進算法,對連桿機構結構參數進行優(yōu)化,優(yōu)化之后工作裝置的動力性能和卸料性能得到不同程度的提高。 2.結合工作裝置六桿機構特點,利用MATLAB軟件GUIDE平臺,設計開發(fā)了集井下裝載機工作裝置運動仿真、動態(tài)顯示、齒尖運動軌跡及性能曲線和數據自動生成于一體的優(yōu)化設計軟件,通過對某型號井下裝載機優(yōu)化前后工作裝置運動分析仿真計算對比和裝載機鏟斗齒尖運動軌跡的測量實驗,驗證了所開發(fā)軟件的正確性和可靠性。 3.建立了井下裝載機工作裝置虛擬樣機數字模型,對優(yōu)化設計前后工作裝置進行多剛體運動學和動力學仿真計算,獲得工作裝置各重要桿件和鉸接點的運動特性和動力學特性,精確地反映了井下裝載機工作裝置的實際運動過程和受力狀態(tài),為更加合理地進行各構件質量的分配和強度分析計算提供了重要依據。 4.建立了井下裝載機工作裝置有限元模型,對典型工況進行靜力學分析,找出工作裝置應力集中處和應力最大值,并通過對工作裝置反復修改、重新建模、計算,確定動力學修改最佳方案,使工作裝置的應力狀態(tài)達到最佳水平。
【圖文】：

圖1一1井下裝載機工作裝置1一前車架;2一轉斗油缸;3一搖臂;4一拉桿;5一鏟斗;6一動臂;7一舉升油缸圖1一1所示為工作裝置中常用的Z型反轉六桿機構，由鏟斗、動臂、連桿、搖臂、轉斗油缸和舉升油缸組成。.1.2工作裝置連桿機構的結構形式及其特點工作裝置連桿機構的類型和尺寸直接影響到井下裝載機的綜合性能好的連桿機構可以保證鏟斗在動臂舉升工況實現平動或接近平動，滿足鏟取或卸載工況時鏟斗繞動臂鉸接點的回轉角度，實現鏟斗的鏟取和卸載動作[31[4]。工作裝置的連桿機構為封閉運動鏈的單自由度平面低副運動機構，結合國內外裝載機和井下裝載機工作裝置結構類型，可按如下方式對連桿機構進行分類:按構件數不同可分成三桿、四桿、五桿、六桿和八桿機構，目前，在井下裝載機工作裝置中，設計和使用較為廣泛的為四連桿、六連桿和八連桿機構;按輸入和輸出桿的轉向是否相同

壞的重要標準。自動放平時，優(yōu)化前，鏟斗對地位置角為15.75420，在實際工作中可能會對工作裝置造成比較大的沖擊，優(yōu)化后，對地位置角為0.91030，自動放平性明顯改善。優(yōu)化前后工作裝置自動放平過程如圖2一18所示。動力性能曲線~~目目~~~，月一叫一-，，，，尹一一~、矛‘匡噩噩到冷，矛\、一10D，O加3D， 6542987，JZ，1
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH243

【參考文獻】

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本文編號：2638319