EBH-132型悬臂式掘进机振动截割机构动力学分析研究

发布时间：2017-05-01 03:13

  本文关键词：EBH-132型悬臂式掘进机振动截割机构动力学分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本论文主要研究的对象为在煤矿井下巷道掘进中广泛使用的悬臂式掘进机,随着掘进机使用范围的日益增大,对其截割能力的要求也不断提高。利用振动截割技术提高截割能力是一种新型而有效的方法。本文较为系统地研究了这种振动截割机构,主要包括以下内容: 本文以EBH-132型纵轴悬臂式掘进机为例,首先综述了悬臂式掘进机在国内外的发展现状与趋势、悬臂式掘进机的研究目的与方法。依据地质条件、综采工作面的生产能力以及配套的采煤机、刮板输送机等主要设备,确定EBH-132型掘进机机型和主要参数。并对截割头进行了受力稳定性分析,应用Ansys完成悬臂式掘进机的镐齿模型建立及其有限元分析。 其次针对复合传动的振动截割机构存在的一些缺点和不足,本文分析了悬臂式掘进机的振动截割机构,并对这种振动截割机构进行了动力学分析研究。利用Lagrange方程建立了振动截割机构空载时的系统动力学数学模型,并进行了计算机数值求解。通过对计算数据及仿真曲线的分析,得出了截割头空载时的运动规律。进一步建立了带载时的动力学数学模型,接着对微分方程组进行了计算机数值求解。根据掘进机的实际设计参数,对动力学微分方程组进行了简化,并求出了它的解析解。应用Simulink对简化模型进行计算机仿真,对所得结果进行分析比较后,得出简化模型是基本合理可行的。最后针对悬臂式掘进机截割头在不同工况下截齿的运动状况,应用Matlab对截割头工作机构的运行轨迹、速度、加速度的方程进行编程仿真,绘制截割头运动轨迹、速度和加速度的包络线图,为验证巷道轨迹合理性的规划提供依据。 计算机仿真技术、有限元技术应用于悬臂式掘进机的研究是一项长期、复杂、艰巨的工作,本文的研究工作也仅仅是对其进行探索性的研究。
【关键词】：悬臂掘进机 截割头 振动截割机构 系统动力学
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TD421.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 掘进机的国内外研究状况8-9
• 1.2 本课题研究的意义9-10
• 1.3 本课题研究的动态及发展趋势10-11
• 1.4 本课题研究的内容11
• 1.5 本课题拟采取的研究方案及主要思路11-12
• 1.6 本课题预期达到的目标12-13
• 2 EBH-132 型掘进机主要构造及截割部分受力分析13-33
• 2.1 EBH-132 型掘进机的组成机构及主要技术特征13-17
• 2.1.1 掘进机的截割机构14-15
• 2.1.2 掘进机的装载输送机构15-16
• 2.1.3 掘进机的支撑机构16
• 2.1.4 掘进机的行走机构16-17
• 2.2 EBH-132 型掘进机的总体设计17-21
• 2.2.1 掘进机截割功率的确定17-18
• 2.2.2 掘进机重心位置的确定18
• 2.2.3 掘进机外形尺寸的确定18
• 2.2.4 掘进机接地比压的确定18-20
• 2.2.5 掘进机总体技术参数的确定20-21
• 2.3 EBH-132 型掘进机截割部分受力分析21-32
• 2.3.1 截割头截割阻力的分析22-23
• 2.3.2 截割头截齿负荷分析23-25
• 2.3.3 截割头截齿磨损规律分析25-27
• 2.3.4 截割头受力稳定性分析27-30
• 2.3.5 截割头截齿有限元分析30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 EBH-132 型掘进机振动截割机构空载时的动力学分析33-44
• 3.1 振动截割的原理分析33-34
• 3.2 建立系统动力学方程的假设条件34-35
• 3.3 利用Lagrange 方程建立截割机构的动力学微分方程式35-43
• 3.3.1 利用Matlab 进行计算仿真38-41
• 3.3.2 简化模型并利用Simulink 进行仿真分析41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 EBH-132 型掘进机振动截割机构带载时的动力学分析44-54
• 4.1 振动截割机构的工作原理44-45
• 4.2 建立系统动力学方程的假设条件45
• 4.3 利用Lagrange 方程建立截割机构的动力学微分方程式45-53
• 4.3.1 利用Matlab 进行计算仿真48-50
• 4.3.2 简化模型并利用Simulink 进行仿真分析50-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 EBH-132 型掘进机振动截割机构的运动学分析54-66
• 5.1 EBH-132 型掘进机振动截割机构钻进时的运动分析55-59
• 5.1.1 截割头钻进时截齿运动轨迹55-56
• 5.1.2 截割头钻进时截齿的速度56-57
• 5.1.3 截割头钻进时截齿的加速度57
• 5.1.4 截割头钻进时运动学的计算机仿真57-59
• 5.2 EBH-132 型掘进机振动截割机构横摆时的运动分析59-65
• 5.2.1 截割头横摆时截齿运动轨迹60-61
• 5.2.2 截割头横摆时截齿的速度61
• 5.2.3 截割头横摆时截齿的加速度61-62
• 5.2.4 截割头横摆时运动学的计算机仿真62-65
• 5.3 本章小结65-66
• 6 结论66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 附录71

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本文编号：338128