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锚杆支护作业平台的设计与仿真研究

作　者: 陆雪峰
导　师: 陈家义；王吉岱
学　校: 山东科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 锚杆支护作业平台综锚一体化运动学负载敏感建模和仿真
分类号: TD353.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着煤炭技术的不断发展,井下支护技术也得到不断的提高。煤矿井下锚杆锚索支护技术是一项先进的巷道支护技术,具有施工简单,支护可靠,适应性强,经济效益显著等特点,但是也还存在着工人劳动强度大、支护工作效率低等缺点。在提高锚杆锚索支护的过程中,开发了许多与其相配套的设备,从最初的锚杆钻机、液压钻车等到近年来的“自移式”锚杆钻机,以及具有掘进和钻锚功能的掘锚一体机,都是为了解决上述存在的缺陷而不断发展开发的。本文在结合与山东尤洛卡自动化装备股份有限公司合作项目“综锚一体化作业装置的研究”的基础上,通过对特定煤矿巷道工作要求的分析论证,以及结合现场工作状况,设计了一种全液压锚杆支护作业平台,其主要研究内容如下：(1)完成了包括安装臂、前后伸缩臂、立柱、横梁、支撑腿等结构的详细设计；利用虚拟样机技术,完成了基于UG的三维建模。(2)完成了采用负载敏感控制方式的液压系统设计,对其进行了基本计算和元件选型,利用液压分析软件AMESim对负载敏感变量系统进行建模验证。(3)依据设计的机械本体结构建立了锚杆支护作业平台的运动结构简图,并利用运动学分析方法D-H法,对锚杆支护作业平台进行了运动学分析,给出了运动学方程的正、逆解。将由UG建立的三维模型导入ADAMS中,对锚杆支护作业平台主要工作过程进行了运动学仿真,对平台运动参数和干涉情况进行分析和验证。对设计的液压系统,在验证变量系统符合实际功能特性的基础上,对锚杆支护作业平台的主要工作回路“钻机回转和推进液压回路”进行建模和仿真。通过仿真,得到执行元件在受力、流量和速度等方面的一些状态参数,为系统设计的最优化和稳定性提供理论上的依据。该锚杆支护作业平台在山东尤洛卡自动化装备股份有限公司进行加工制造与装配,并在加工现场进行动作测试与调试。

锚杆支护作业平台的设计与仿真研究

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