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重型掘进机掘进过程的动态特性研究

作　者: 刘宝国
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 截割头 辅助设计 动态特性 机液耦合
分类号: TD421.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


重型掘进机硬岩掘进时,工况恶劣,载荷复杂,针对目前国内掘进机截割头设计大多凭经验进行以及截割负载的非线性、时变性和强耦合等特点,通过对纵轴式掘进机截割头的分析与研究,建立了截割头负载的瞬态动力学模型。基于VC++和MATLAB联合开发了用于掘进机截割头设计和负载计算的计算机辅助设计软件。应用此软件可以获得截割头各截齿齿尖空间位置参数、截割头载荷波动曲线及波动系数、生成截割头瞬时负载的文本等,以评价截割头设计的合理性并进一步指导截割头的优化设计;解决了掘进机截割头设计中盲目缩放几何尺寸及其负载计算因人而异造成设计与计算结果迥异的问题;为新型截割头的研发及对现有机型的改进提供了新的方法和手段。软件界面友好、操作简单、方便实用,使基于科学方法的截割头计算机辅助设计在工程中的应用和推广成为可能。建立截割部三维实体模型并导入到动力学仿真软件ADAMS中,建立基于ADAMS/Hydraulics模块的机液耦合模型并进行截割部向上摆动截岩过程的液压仿真,分析液压系统和机械系统特性,为研究掘进机截割部机械系统和液压系统的可靠性提供依据。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 掘进机概述  11-14
    1.1.1 掘进机的分类  11-12
    1.1.2 悬臂式掘进机的特点  12-14
  1.2 重型掘进机研究的必要性和国内外发展现状  14-15
    1.2.1 重型掘进机研究的必要性  14
    1.2.2 重型掘进机发展现状  14-15
  1.3 论文的主要研究内容和意义  15-17
    1.3.1 论文的主要研究内容  15-16
    1.3.2 论文的意义及价值  16-17
2 纵轴掘进机截割机理和工作动态特性分析  17-29
  2.1 纵轴掘进机的主要结构及其工作机构分析  17-18
    2.1.1 重型悬臂式掘进机的主要结构  17
    2.1.2 重型悬臂式掘进机的工作机构分析  17-18
  2.2 截割头截齿截割机理  18-19
  2.3 截齿截割的主要参数分析  19-20
  2.4 基于MATLAB 的截割头工作负载的模拟  20-28
    2.4.1 截割头瞬时负载的数学模型  20-23
    2.4.2 截割头瞬时负载的计算原则  23
    2.4.3 截割头瞬时负载的转化  23-26
    2.4.4 截割头瞬时负载的模拟  26-28
  2.5 负载模拟文本的生成  28
  本章小结  28-29
3 截割头辅助设计、负载辅助计算软件的开发  29-49
  3.1 截割头辅助设计软件开发  29-40
    3.1.1 VC++相关理论  29-30
    3.1.2 软件开发理论基础  30
    3.1.3 辅助设计软件的开发  30-39
    3.1.4 辅助软件开发中的关键问题  39-40
  3.2 截割头负载辅助计算软件开发  40-45
    3.2.1 MATLAB GUI 及其相关理论  40-42
    3.2.2 软件开发基础  42
    3.2.3 辅助计算软件的开发  42-44
    3.2.4 负载模拟计算软件开发的关键技术  44-45
  3.3 软件验证  45-46
  3.4 软件应用举例  46-48
  本章小结  48-49
4 截割部机液耦合模型建立及液压仿真分析  49-74
  4.1 模型建立基础理论  49-52
    4.1.1 Pro/ENGINEER 软件介绍  49-50
    4.1.2 ADAMS/Hydraulics 简介  50-52
  4.2 掘进机截割部实体建模  52-59
    4.2.1 截割部的主要结构组成  52-53
    4.2.2 截割部各部分的建模及装配  53-57
    4.2.3 建模及装配注意问题  57-59
  4.3 掘进机截割部机—液耦合建模  59-66
    4.3.1 模型的建立、简化和约束的施加  59-61
    4.3.2 模型参数的设置  61-65
    4.3.3 液压系统的建立  65-66
  4.4 重型掘进机截割部液压系统仿真分析  66-73
    4.4.1 仿真参数设置及负载模拟和施加  66-69
    4.4.2 截割部液压系统动力学仿真  69-71
    4.4.3 仿真结果比较分析  71-73
    4.4.4 仿真误差分析  73
  本章小结  73-74
5 结论与展望  74-76
  5.1 结论  74
  5.2 建议与展望  74-76
参考文献  76-79
作者简历  79-81
学位论文数据集  81-82

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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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