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自移式掘进机辅助支护设备的结构研究
作 者: 王丽
导 师: 栾丽君
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 机械设计及理论
关键词: 网状结构 自移式掘进机辅助支护设备 三维模型 静力分析
分类号: TD353.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
本文介绍了一种新型掘进工作面的临时支护设备-自移式掘进机辅助支护设备,与掘进机配套使用,它主要用于支护顶板、防止顶板垮落,为施工人员和施工设备提供一个安全可靠的工作空间;设备的结构件采用网状结构,增加铺网功能,保证掘进机的连续作业,实现边掘进边支护,同时也可进行永久支护,提高掘进工作的劳动效率,实现高产高效、安全生产。首先,以传统液压支架为基础,研究了一种新架型,对自移式掘进机辅助支护设备的整体及组成部件的结构进行研究改进,采用网状结构,增加铺网功能。阐述了自移式掘进机辅助支护设备的结构、工作过程、特点和承载原理等,采用传统常规方法对该支护设备进行力学分析,验证强度。其次,采用三维设计软件Pro/E,完成了支护设备零部件的三维模型设计,进行虚拟装配及干涉检查,验证零部件设计、装配和运动的可行性。最后,通过Pro/E与ANSYS软件之间的模型转换,并利用有限元分析软件ANSYS对该支护设备的顶梁和底座进行了静力分析,得到了该设备在最大顶板载荷压力下的变形和受力云图,进行了强度和刚度校核,为设计的可行性提供了理论依据。综上所述,本文的意义在于:本文研究设计了自移式掘进机辅助支护设备的新结构,建立了三维模型,并进行了静力分析。本设备轻便简单,加快了掘进速度,提高劳动生产效率。使掘进工作面的临时支护更加科学化、先进化、实用化和规范化。
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全文目录
致谢 5-6 摘要 6-7 Abstract 7-11 1 绪论 11-15 1.1 选题的背景 11-12 1.2 临时支护概述 12-13 1.3 论文研究的意义 13-14 1.4 论文的研究内容 14 1.5 本章小结 14-15 2 自移式掘进机辅助支护设备简介 15-21 2.1 自移式掘进机辅助支护设备的结构 15-16 2.2 自移式掘进机辅助支护设备的工作过程 16-17 2.3 自移式掘进机辅助支护设备的主要特点 17-18 2.4 自移式掘进机辅助支护设备的承载原理 18-20 2.5 本章小结 20-21 3 自移式掘进机辅助支护设备零部件的结构设计 21-45 3.1 前言 21-22 3.2 承载结构件的结构设计 22-25 3.2.1 顶梁的结构设计 22-23 3.2.2 底座的结构设计 23-24 3.2.3 前探梁的结构设计 24-25 3.3 液压油缸的选型 25-27 3.3.1 立柱 26-27 3.3.2 千斤顶 27 3.4 辅助装置的结构设计 27-31 3.4.1 推移装置的结构设计 27-29 3.4.2 侧护装置的结构设计 29-30 3.4.3 护帮装置的结构设计 30 3.4.4 防倒装置的结构设计 30-31 3.4.5 网的选择 31 3.5 自移式掘进机辅助支护设备基本参数的确定 31-35 3.5.1 支护强度 32 3.5.2 立柱的技术参数 32-34 3.5.3 立柱的初撑力与泵站的额定工作压力 34 3.5.4 立柱工作阻力的确定 34-35 3.6 自移式掘进机辅助支护设备部件的强度分析 35-43 3.6.1 自移式掘进机辅助支护设备结构件的受力分析 36-38 3.6.2 常规力学结构强度计算 38-43 3.7 本章小结 43-45 4 基于Pro/E 的自移式掘进机辅助支护设备的设计 45-53 4.1 零部件的建模与装配 45-50 4.1.1 自移式掘进机辅助支护设备零部件的实体建模 45-48 4.1.2 自移式掘进机辅助支护设备的虚拟装配 48-50 4.2 自移式掘进机辅助支护设备的物理特性分析 50-52 4.3 本章小结 52-53 5 自移式掘进机辅助支护设备结构件的静力分析 53-65 5.1 ANSYS 有限元分析方法简介 53-54 5.2 建模注意事项 54 5.3 有限元网格划分的基本原则 54-56 5.4 自移式掘进机辅助支护设备零部件的静力分析 56-64 5.4.1 顶梁的静力分析 57-62 5.4.2 底座的静力分析 62-64 5.4.3 结果讨论 64 5.5 本章小结 64-65 6 结论 65-67 参考文献 67-70 作者简历 70-71 学位论文数据集 71-72
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