基于ADAMS的采煤机调高机构动态分析.pdf

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1、·16·煤矿机电2012年第6期基于ADAMS的采煤机调高机构动态分析王广，张世洪，汪崇建，周常飞(中国煤炭科工集团上海研究院，上海200030)摘要：用三维软件SolidEdge建立MG900／2245-GWD型采煤机调高机构三维模型，接着将其导入ADAMS建立虚拟样机的动力学模型。分析采煤机在固定摇臂倾角运行过程中调高油缸上所受动态力的情况，为采煤机调高机构设计提供参考。关键词：调高油缸；动态分析；采煤机摇臂中图分类号：TD421．61文献标识码：B文章编号：1001—0874{2012)06—0016—04Dynam

2、icAnalysisofShearerVerticalSteeringMechanismBasedonADAMSWANGGuang，ZhangShi—hong，WANGChong-jian，ZHOUChang-fei(ShanghaiResearchInstituteofCCTEG，Shanghai200030，China)Abstract：Thethree—dimensionalmodelofverticalsteeringmechanismoftheshearertypeMG900／2245．GWDiSestablis

3、hedbytheSolidEdgesoftware，andthenitisimportedintoADAMSsoftwaretocreateitsvirtualprototypemode1．Thedynamicforceofthecylinderforverticalsteeringisanalyzedastheshearerrunswiththearmatacertainincline．Thestudyprovidesareferencetothedesignofve~icalsteeringmechanism．Keyw

4、ords：cylinderforverticalsteering；dynamicanalysis；shearergrangingarlTl按照理论力学平行轴定理，调高机构动力学模0引言型如图2所示。摇臂可视为绕定点0摆动的刚体，采煤机通过调高油缸的伸缩来调整开采高度，而调高油缸可等效为带阻尼液压弹簧一质量振动系采煤机滚筒的动载荷通过摇臂传给油缸。本文使用统(不考虑滚筒偏心造成的离心力影响)。多体动力学软件ADAMS模拟采煤机滚筒所受动载荷、仿真计算由摇臂传给液压缸的动载荷，为调高油缸的动态设计提供依据。1调高机构的动力学模

5、型采煤机调高机构受到三向载荷，和的图2调高机构的动力学模型作用J，其调高机构的简化模型如图1所示。铅垂面内的动力学方程式可写为：J0+c··／sin+2+k··／sin+2=F￡·L·cos+l+F。L。sin+1一m1g·L·cos+1一m2g·Lcos+ll(1)，一式中：．，_一滚筒及摇臂绕0点的转动惯量，kg·m；1一行走箱；2一调高油缸；3一摇臂；4一滚筒0——摇臂绕O点转动的角加速度，rad／s；图1调高机构的简化模型c——油缸的液压粘性阻尼系数，pa·S；2012年第6期煤矿机电·17·——油缸的液压弹簧刚度

6、，N／m；的前处理。——油缸活塞的位移，m；4．1添加质量m——滚筒的集中质量，kg；修改构件质量时，用鼠标右击构件，将鼠标指向m：——摇臂的集中质量，kg；弹出菜单中的构件，再选择Modify命令，通过添加——大摇臂的长度，m；几何条件和材料，以确定材料的杨氏弹性模量、泊松——摇臂质心与O点间的距离，m；比和密度等主要参数。选择钢为材料，完成各构件f——小摇臂的长度，m；质量的添加。——大摇臂与水平面之间的夹角，rad；4．2添加约束——小摇臂与油缸活塞杆之间的夹角，rad。根据采煤机调高系统各构件问的运动关系，添可见，

7、调高油缸的受力情况取决于作用在滚筒加了约束副。虚拟样机构件之间运动副的关系见表上的载荷和摇臂的倾角。1表1调高机构运动副类型2调高机构三维模型针对仿真目的，将滚筒考虑为质点，不考虑滚筒转动的影响；将滚筒割煤时的力直接作用于摇臂端部，通过施加周期变化的力来体现滚筒偏心对摇臂振动的影响。这样，在不影响调高系统性能的情况下使模型简化，使构件数减小，同时减少了连接约束和运动约束。用SolidEdge软件建立的MG900／4．3添加拉压弹簧2245．GWD型采煤机调高机构简化三维模型，如图3调高油缸可以等效为带阻尼的液压弹簧质量振所

8、示。动系统，在添加力工具对话框选择拉压弹簧工具图标；并在相应的文本框中输入线性刚度系数和阻尼系数。这里取=3×10N／m，c=10N·s／m；弹簧的方向则由所选的活塞杆施力点和液压缸受力点决定。4．4施加载荷滚筒负载主要取决于煤层的截割坚硬度、截齿的几何参数和布置方式，是平稳的随机过程。由n=Tc=95