礦用液壓吊裝機吊臂結構力學分析及優(yōu)化.pdf

1、我國采煤技術迅猛發(fā)展和機械化采掘程度飛速提高，已經(jīng)大大縮短了綜采工作面連續(xù)作業(yè)時間。那么，煤礦面臨一個緊急而重要的問題，那就是盡快提高采區(qū)工作連續(xù)率，并且有效降低采區(qū)設備搬運時間。針對傳統(tǒng)方法存在效率低下、安全隱患多、工人勞動強度大等問題，國內(nèi)相關企業(yè)研發(fā)了一種煤礦井下移動式起吊設備，它不僅能保證工作人員的安全，而且可以提高工效。
　　本論文以某公司研發(fā)的伸縮臂式礦用液壓吊裝機為研究對象。首先，進行吊臂結構分析，介紹吊臂的結構和工

2、作原理，分析吊臂受力情況，建立有限元模型，進行有限元軟件分析，最后獲得吊臂相應的應力、位移和安全系數(shù)云圖，得到最大應力值是298 Mpa，安全系數(shù)是2.78，驗證了吊臂工作的安全可靠性;吊臂屬于變幅機構中的重要部件，基于等效元素法思想，列出運動微分方程，采用Matlab軟件進行方程求解計算，得到系統(tǒng)的動力響應曲線，為后續(xù)的礦用液壓吊裝機多剛體動力學仿真分析奠定了良好的基礎。
　　針對礦用液壓吊裝機變幅機構工作時，變幅油缸液壓力偏大

3、的問題，分析主要原因是由于吊臂起升而引起沖擊振動以及重要鉸點分布位置不合理。利用ADAMS軟件建立礦用液壓吊裝機變幅機構模型，進行動力學仿真，獲得了液壓缸驅動函數(shù)和液壓缸液壓力最大值為6.4909×105N，起升速度曲線變化范圍是0.745°/s到0.755°/s之間。為了降低變幅液壓缸液壓力的值，建立變幅機構三鉸點數(shù)學模型，通過優(yōu)化設計三鉸點位置，獲得三鉸點最優(yōu)化位置，此時液壓缸液壓力達到最小值6.0359×105N，遠小于所選液壓缸