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掘进机截割试验台的可靠性研究

作　者: 包伟
导　师: 赵丽娟
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 掘进机 截割试验台 刚-柔耦合 虚拟样机技术 可靠性
分类号: TD421.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


掘进机地质适应性设计技术在掘进机的发展中格外重要,现有数学和力学模型难以描述掘进机掘进过程中结构、力学参数的变化,而在施工现场进行实物样机试验经济代价昂贵并且需承担非常高的技术安全风险。因此,建立掘进机截割试验台是提高掘进机系统可靠性的有效手段。本文基于机械设计理论对掘进机截割试验台结构件的进行几何参数设计和强度校核;同时利用三维参数化软件Pro/E进行试验台三维实体模型建立,并通过静态干涉检查检验模型整体设计的可靠性;将试验台作为刚-柔耦合多体系统,基于软件接口技术与虚拟样机技术,利用有限元软件ANSYS与动力学软件ADMAS进行静、动态特性分析,分析平板不同抬高角度时,掘进机截割对截割试验台的影响;利用液压软件模块ADAMS/Hydraulies模拟试验台液压回路,考察液压系统的稳定性。本文的研究为进行掘进机截割试验与获取多种截割工况下的样机结构信息提供了一条途径,有利于降低进行现场试验所造成的设备与材料浪费,具有很大的应用前景。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 引言  11-16
  1.1 掘进机截割试验台国内外发展现状  11-13
    1.1.1 国外掘进机设备与技术发展现状  11-12
    1.1.2 掘进机截割试验台国内发展水平  12-13
  1.2 课题的理论意义及实际价值  13-14
  1.3 本文研究内容  14-15
  本章小结  15-16
2 掘进机的截割机理及运动学特性  16-27
  2.1 掘进机的工作方式及截割能力参数  16-17
    2.1.1 掘进机的工作方式综述  16
    2.1.2 掘进机的主要截割能力参数  16-17
  2.2 掘进机切割煤岩的方式与机理  17-21
    2.2.1 掘进机切割煤岩的基本方式  18-20
    2.2.2 掘进机破岩机理  20-21
  2.3 纵轴式掘进机截割运动的运动学特性  21-26
    2.3.1 纵向推进——钻进开切截割  21-23
    2.3.2 截割头水平摆动——横向摆动截割  23-24
    2.3.3 截割头垂直摆动——上下摆动截割  24-25
    2.3.4 截割头组合摆动——上下左右摆动截割  25-26
  本章小结  26-27
3 截割试验台的设计  27-42
  3.1 截割试验台的系统设计  27
  3.2 截割试验台的机械设计  27-37
    3.2.1 承载板钢板的选择与设计  28-29
    3.2.2 立架和斜撑的设计  29-31
    3.2.3 引桥的设计  31
    3.2.4 油缸定位销轴的设计  31-36
    3.2.5 掘进机截割试验台的总体装配  36-37
  3.3 截割试验台液压系统的设计  37-41
  本章小结  41-42
4 掘进机截割试验台的建模与仿真  42-83
  4.1 三维参数化建模软件Pro/Engineer  42-45
    4.1.1 Pro/Engineer 简介  42
    4.1.2 Pro/Engineer 的功能及特点  42-43
    4.1.3 Pro/Engineer 的发展状况  43
    4.1.4 Pro/Engineer 在机械领域的应用  43-44
    4.1.5 Pro/Engineer 参数化设计介绍  44-45
  4.2 掘进机截割试验台模型建立  45-49
    4.2.1 基于 Pro/E 的300KW 掘进机截割试验台的建模与装配  45-48
    4.2.2 虚拟装配体静态干涉检查  48-49
  4.3 有限元思想在掘进机截割试验台可靠性研究中的应用  49-56
    4.3.1 有限元法的概念  49
    4.3.2 有限元软件ANSYS 及应用方法  49-51
    4.3.3 基于ANSYS 的掘进机截割试验台液压杆静力学分析  51-56
  4.4 掘进机截割试验台运动学虚拟仿真研究  56-75
    4.4.1 机械动力学仿真软件 ADAMS  57-59
    4.4.2 虚拟样机技术中应用软件间的接口关键技术研究  59-60
    4.4.3 PRO/ENGINEER 与ADAMS 之间的模型传送  60-61
    4.4.4 掘进机截割试验台虚拟样机模型的建立  61-68
    4.4.5 承载板处于不同状态时的样机验证  68-75
  4.5 调高液压系统虚拟样机  75-82
    4.5.1 液压系统虚拟样机技术  75-77
    4.5.2 截割试验台调高液压系统虚拟样机  77-81
    4.5.3 调高系统的运动仿真及分析  81-82
  本章小结  82-83
5 结论与展望  83-85
  5.1 结论  83
  5.2 展望  83-85
参考文献  85-88
作者简历  88-89
学位论文数据集  89-90

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山机械 > 采掘机械 > 地下采掘机械 > 掘进机
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