切削空间内滚筒采煤机力学模型的变量设计-论文.pdf

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1、2014年3月内蒙古科技与经济March2014第5期总第303期InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo．5TotalNo．303切削空间内滚筒采煤机力学模型的变量设计戴淑芝(七台河职业学院，黑龙江七台河154600)摘要：本文建立了由液压缸控制的摇臂机构几何运动学计算模型，该模型用于机构变量之间cAD交互应用和设计。重点研究影响滚筒切削位置的几个摇臂机构变量参数，该方法还可应用在其他领域的力学研究。关键词：计算模型；机构变量；位置角；工作空间中图分类号：TD4

2、21．61文献标识码：A文章编号：1O07—6921(20l4)O5一O1O6一O21摇臂——滚筒机构两个阶段工作。第一阶段，S一直在起作用直到第图1给出了摇臂一滚筒机构的实际工作部分。二个液压缸到达垂直位置(图2和图3，一90。)。滚筒的摆角是通过摇臂的长度l实现的。位置的第二个阶段，S驱动摇臂直到切割滚筒达到工作面确定在摇臂旋转角范围内(==[(D]，特定采高H()，最大采高H⋯(S，S)位置。H≤H⋯。摇臂位置的变化函数一(S)是通过液3计算模型压缸作为驱动元件(图2和图3)，S作为处理系统的图3

3、给出驱动机构的运动学几何模型。本模型输入变量发展而来的，如图3所示。的简单性和实用性基于运动的三角形。该三角固定边长为1和I(作为结构尺寸)，l。和l。+S。分别为第一阶段和第二阶段变量长度。摇臂的位置函数：一(s)和(P一(Sz)，这里S和Sz是连续命令的输入量，‘P是具体的结构参数。角度(P、和传输角—7(s)是辅助计算量。这些角度可以根据余弦定理直接计算。驱动机构的三角形内部角度定义如图3所示。对于同样的配置，一个直角三角形可以持续由图1结构图图2运动图三边h。、l。和s定义。这个三角形允许定义变

4、量角度a—a(s，h。)。位置角和摆角‘II(≤90。)都是变量：一‘』J(s)与一(s)具有相关性(s≤S⋯)。基于计算模型的规范和图3的几何结构，其功能参数和可以用基础公式(1)表示；相似地，采高H与工作坐标函数可以用下面形式表示：(P一(Pl+艿一a一7c～(1+a)(1)H===H((S，S2))≤H⋯甘s≤S⋯(2)图3运动——几何模型采高直接受结构参数摇臂长度l和滚筒直径摇臂部件与机器主体之间通过可旋转的联接节D的影响(见图2)。基于公式(1)、(2)，用余弦定理连接而成，摇臂旋转角为(s)

5、。采高H。是一台特和其他数学公式及模型，能很好地表达计算过程的定采煤机的变量，给出动态计算模型的新变量，为机功能结构和数量计算。计算建模基于实践领域，通构的优化设计CAD交互式提供支持。交互性通过Jzl：~用MATHCAD应用来进行计算。这种应用程图形可视化是极其方便的，能对结果进行快速评估。序的主要部分在如下面计算附录所示。还能模拟工作面高度范围内切削滚筒的工作空间。4计算附录(NATHCAD的应用)2变量分析系统①典型单向移动系统变量的计算数据和公式：分析摇臂一滚筒机构的两个变量：一个已经存(s2—

6、0)一H—H((s))h0—1310l2—16001b一4100在的刚性连接杆和一个新的驱动杆。驱动杆由系统中另一个液压缸组成，如图2所示。结构上，基本变D一2000l1===200艿一17=／180量是单一的移动四连杆机构，满足函数甲一午(s)，而l3—1310Ho一2000给定的新变量是双向移动五连杆机构(图2和图l0(s)一~／(11+s)+h03)，满足午一午(S，S2)。两个命令输入S、S2，相应地在a(s)一atan1(11+s)／hoI收稿日期：2013—12—15基金项目：黑龙江教育厅2

7、013年度科学技术研究指导性项目(编号：12535200)。作者简介：戴淑芝(1974一)，女，副教授，硕士，就职于七台河职业学院，研究方向：现代机械设计理论与方法。·106·