放顶煤液压支架进行三维建模与运动仿真分析毕业设计

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1、放顶煤液压支架进行三维建模与运动仿真分析毕业设计第1章绪论1.1本课题的研究目的和意义课题提出：目前,许多国内外的大型辅助设计软件都包含了机械虚拟装配和运动仿真的模块，如国外PTC公司的Pro/ENGINEER，EDS的UG，SDRC的I-DEAS，MATRA的EUCLID和国内的CAXA等。这些软件都给设计人员提供了更完善的机械设计途径。本文主要基于美国PTC公司的Pro/ENGINEERWILDFIRE软件，对ZF3700/16/26型放顶煤液压支架进行三维建模与运动仿真分析。目的和意义：1、采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施

2、。综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻笨重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一,加大对液压支架的设计与研究力度，对实现我国煤炭工业高产高效科学发展具有重要意义。762、随着全球经济的一体化，工程机械产品市场的竞争日益激烈。为了提高市场竞争力，各企业必须不断缩短新产品的研发周期，提高产品质量、性能，降低开发成本。在这种需求下，以虚拟现实技术为代表的计算机技术不断发展，使虚拟设计逐步成为工程领域一种新的现代化设计手段。运用虚拟设计的方法，可以在产品设计初期，设计、分析和评估产品的性能，确定和优化物理样机参数，从而降低新产

3、品的开发风险，缩短开发周期，提高产品性能。Pro/E软件是目前国内外最为先进的基于特征的三维参数化设计系统之一，易学易用、功能强大。利用Pro/E软件实现放顶煤液压支架的三维参数化造型与运动仿真，简捷方便、形象直观、效果逼真，能显著提高提高液压支架的设计效率、降低研发周期。1.2相关技术研究现状1.2.1放顶煤液压支架的技术现状（1）支架设计随着计算机技术的发展和应用，支架CAD理论的发展已相对成熟，借助Pro/ENGINEER或其他实体设计软件，可以实现支架的总体设计、部件设计及零件设计，并可根据参数变化，实现总装图、部件图和零件图的自动生成、打印；为了验证支架结构设计的合理性，可进行支

4、架的运动模拟分析，实现支架的可视化。（2）生产工艺放顶煤液压支架金属结构为焊接件，目前已从手工切割板材全部改为数控切割，切割得到的板材零件只需去毛刺，即可进入焊接工序，而且已淘汰传统的人工焊接，改为二氧化碳气体保护自动焊；支架的立柱及千斤顶的活塞杆多采用27SiMn材料，并采用双镀铬技术，彻底防止锈蚀产生；液压阀以45#钢为基础材料，表面镀锌，其防锈能力可达6个月。（3）控制系统76影响液压支架性能的主要因素是支架的液压系统和液压元件的性能，而液压支架的控制方式即支架系统中方向换向阀的采用决定了工作面支架的移动速度，也是决定采掘工作面高产高效的重要因素之一。根据现场调研，国产液压支架的控制

5、方式主要是手动液压控制，相当于国外20世纪70年代的控制方式，实际上，20世纪80年代以来，在支架液压系统设计中，方向换向阀的选用多为电磁换向阀，但由于井下现场恶劣的工作条件，目前市场上的电磁阀、传感器及其他关键部件的性能、可靠性不能完全满足实际应用的需要，有的矿井不得不将支架的电磁换向阀换为手动换向阀。目前，国外液压支架几乎全部采用电液控制技术，其移架速度是国产手动液压控制的3倍左右。因此开发适应我国矿井条件的电液比例控制系统，提高液压元件及传感器的可靠性，是提高综采效率的途径之一，也是支架控制方式的发展方向[1]。1.2.2液压支架研究发展趋势随着科学技术的高速发展，新技术、新方法、新

6、材料的不断应用，微机和计算机技术进一步普及。为液压支架的发展提供了有利的条件。目前，液压支架研究发展主要着手于以下几个方面：(1)液压支架的结构形式正朝着简单实用方向发展，如液压支架的架型明显地向两柱掩护式支架和四柱支撑式掩护式支架发展。(2)在已有支架设计与应用经验的基础上，将有限元和计算机辅助设计相结合，研究支架的智能化设计方法、结构与参数的优化，进一步提高支架的科学性、可靠性以及结构的优化性。其中在设计中应注意以下几个方面：①提高液压支架的设计强度，加大支架的工作阻力，加大支架的设计强度系数，还有选材等方面；②如何提高支架的移架速度；③改进支架个别部件结构，加大联结件强度。(3)改进

7、制造工艺，保证制造质量；对支架的阀类，从材料、热处理、加工条件和密封件入手，制定更严格的质量和抗腐蚀标准。(4)76对不稳定顶板、松软底板、地质构造较复杂等特殊条件、加大投入，研制大量的特殊支架，以适用不同的开采条件。(5)新型元件与材质，可减轻支架重量，提高支架性能和使用寿命。(6)结构上寻求克服四连杆的新型架型。(7)快速支架电液控制系统的研制和投入，研究支架的遥控、程控控制和性能自动监控，为回采工作面的半自动化与自