潜孔钻机运动学仿真与整机稳定性分析

发布时间：2017-12-11 16:23

  本文关键词：潜孔钻机运动学仿真与整机稳定性分析

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【摘要】：潜孔钻机凭借其独特的凿岩钻孔特点,已经成为矿山、水利、国防等工程建设中的重要钻孔设备。在国内,研发制造潜孔钻机的企业也在逐年增加。为了降低潜孔钻机开发成本,缩短开发周期,各同类竞争企业都在寻求潜孔钻机的新设计方法。虚拟样机技术的引进为潜孔钻机领域产品研发提供了新的思路和方法。利用虚拟样机技术对潜孔钻机进行设计能够更好地反映潜孔钻机的实际运行状况和动态性能。本文首先运用串联机械系统分析方法对潜孔钻机结构进行了简化,采用D-H法对潜孔钻机进行运动学分析,并推导潜孔钻机钻架定位点运动学方程。同时利用MATLAB编程的方法对潜孔钻机钻架定位点运动学方程进行求解,计算结果显示该潜孔钻机钻架定位点沿X,Y,Z方向的跨距分别为4600mm、4600mm、5500mm。其次,运用虚拟样机理论,在Pro/E环境下对潜孔钻机整机进行可视化三维建模,并且运用Pro/E仿真模块对所建模型进行运动学仿真,得出钻机钻架定位点的轨迹曲线及其速度、加速度曲线。由曲线图显示:在各个油缸单独工作中,底盘油缸单独工作对钻机钻架定位点速度、加速度影响最大,对钻架冲击最大,所以在钻孔定位工作中不宜频繁使用。再次,运用工程机械地面力学理论对潜孔钻机进行整机稳定性分析,分析接地压力与整机重心的关系。通过理论分析得到潜孔钻机重心核心域为由两条履带(纵向)中心线,以及位于履带横向中心线左右各L/6的两条平行线所组成的一个矩形内。(其中L为潜孔钻机单条履带接地长度)。最后,运用ADAMS仿真软件对潜孔钻机钻架调整过程进行仿真,分析履带对地面压力的变化情况,来验证钻机在钻架定位调整过程中是否稳定。由仿真结果显示,本论文所研究的潜孔钻机在钻架定位调整的过程中整机是稳定的。总之,通过运动学仿真可以在潜孔钻机设计初期及时发现零部件设计中存在的问题,例如;相对运动的零部件之间是否干涉、机器运动关系是否满足设计要求等。通过整机稳定性仿真分析,使得潜孔钻机结构更加合理。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH113.2

【参考文献】

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本文编号：1279147