煤矿井下钻场小型装载机工作装置设计研究

发布时间：2019-11-17 04:26

【摘要】：目前,我国煤矿井下,钻场中矸石的清理工作主要依靠人工来完成。受到钻场狭窄空间的限制,其他装载机械难以在钻场中发挥作用。而能适应钻场环境,专门用于钻场内清理矸石的小型装载机的研发尚处于起步阶段。因此,研发钻场用小型装载机,对于提高钻场清理效率具有十分重要的意义。参照某小型装载机的结构,针对煤矿井下狭窄钻场这一特定环境,设计出一种适合钻场使用,代替人工进行矸石清理的小型装载机,即钻场用小型装载机。分析了该型小型装载机在清理矸石的过程中,工作装置的运动情况,建立了工作装置机构学模型,完成了对工作装置的设计。首先,通过对生产效率的估算,确定了铲斗斗容,完成了铲斗的设计；其次,确定了动臂结构型式,确定了动臂与机架、动臂与铲斗各铰接点的位置,完成了动臂的结构设计。最后,建立了工作机构铰点优化的数学模型,在Matlab中采用有约束非线性优化对铰点位置进行了最优化求解。根据优化后的结果,在Solidworks中建立工作装置三维实体模型,并完成了虚拟装配。然后导入到ANSYS Workbench中进行有限元分析,分析了工作装置在正载和偏载载荷下受力最大的两种典型工况,得到其变形、应力、应变云图,对云图作出了分析,找到了应力集中区域和变形最大的地方,为整机结构的改进提供了可靠的依据。根据小型装载机在钻场中的工作过程,拟定了该机的液压系统原理图,并对液压缸进行了设计计算,对液压系统中的行走马达和泵进行了选型设计。最后利用虚拟样机技术,将模型导入ADAMS中,对小型装载机工作装置进行了运动学和动力学仿真分析。运动学方面,能够满足整机的性能需要,为进一步对该工作装置进行轨迹规划奠定了基础；动力学方面,得到了正载和偏载载荷下的液压缸及各个铰点的受力变化曲线,为下一步改进装置的结构提供了重要指导。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD422.3

【参考文献】