随机激励下掘锚联合机纵向非线性振动特性分析

将虚拟仿真方法、Bekker模型、Newmark-β法相结合,分析了打顶部锚杆孔时掘锚联合机的非线性振动特性。采用DYNA虚拟仿真获得锚杆钻头的阻力载荷,利用采样定理对载荷进行离散化处理,作为钻头的随机工作载荷;采用Bekker模型描述了掘进机履带与巷道底板间的非线性行为,再根据牛顿运动学定律建立了掘锚联合机多自由度非线性振动方程,利用Newmark-β法对方程进行了求解,分析了整机的振动特性,结果表明:受履带与底板间非线性接触力的影响,整机振动处于混沌态;锚杆钻机工作时,整机虽然存在着俯仰和横滚振动,但振动量很小,整机的竖直振动占主导地位。对掘锚联合机的振动特性进行了现场实验,测量打10组锚杆孔时掘进机本体的振动量,测量结果中有6组的振动量均方根值接近仿真值(1.5mm),实验结果表明掘锚联合机的非线性模型在一定程度上可以视为是准确的。

掘锚联合机行走稳定性仿真研究

研究了EBZ160掘锚联合机爬坡过程中整机的跑偏及振动情况.通过建立整机爬坡行驶力学模型,分析了影响整机稳定性的各种因素;应用多体动力学软件RecurDyn建立掘锚联合机组的虚拟样机模型和煤矿巷道路面模型,仿真研究了掘锚机在爬坡过程中履带部张紧油缸的受力、驱动轮的受力、驱动力矩特性,以及掘锚整机重心的速度、加速度、仰角变化情况.仿真结果表明掘锚机在爬坡过程中履带各关键部件受力存在一定的冲击,当爬坡角度为极值时,重心振动较大,且存在着跑偏现象.通过对仿真结果的分析得出:加大张紧油缸的预张力、为整机添加配重缩小整机重心偏移,能够减小爬坡过程的跑偏及振动.

极限条件下掘锚联合机工作稳定性仿真

研究了掘锚联合机在大坡度路面下钻孔工作时,钻头的运动精度和整机重心的时域振动特性。分析了掘锚联合机的极限工况,基于地面行驶力学和多体动力学理论,利用RecurDyn建立掘锚联合机及其履带系统的虚拟模型,以钻头的随机模拟载荷作为激励条件,以整机重心作为响应输出,研究了巷道大坡度随机地面激励条件下,掘锚联合机钻孔工作时,整机重心的振动响应、钻头的工作精度、履带张力大小。研究结果表明:掘锚联合机钻孔工作过程平稳,整机振动较小,能够满足实际工况。

掘锚联合机工作稳定性仿真分析

研究了钻孔机械手及掘进机工作时整机重心的时域振动特性,分析了机械手对整机工作稳定性的影响。应用多体动力学软件RecurDyn建立掘锚联合机组的虚拟模型,以钻头的随机模拟载荷作为激励条件,以整机重心作为响应输出,研究了机械手钻孔工作时,掘进机重心的振动响应,验证了钻孔机械手工作过程中的稳定性;对比分析了掘进机、掘锚联合机截割工作时,整机重心的振动响应,分析了钻孔机械手对原掘进机截割稳定性的影响;研究结果表明:钻孔机械手工作稳定,并且其对掘进机的工作性能影响很小,能够满足实际工况。

机载锚杆钻机分段式控制方法研究

为研究机载锚杆钻机运动的自动控制,采用D-H坐标系建立了七关节机载锚杆钻机的运动学正解方程;以矩形巷道为工作对象,结合掘锚联合机实际工况,提出以巷道支护高度为边界条件的分段式锚杆钻机多关节控制方法;建立不同支护高度条件下机载锚杆钻机的逆运动控制模型,得出锚杆钻机钻头的运动范围.研究结果表明:通过采用D-H坐标法可确定锚杆钻机工作姿态;在不同巷道高度条件下,确定了锚杆钻机各关节驱动角度,获得钻头具体工作范围,实现巷道全断面内锚杆钻孔支护要求,从而可提高掘进机钻孔的工作效率,缩短钻孔位置的调整时间.研究内容为机载锚杆钻机分段式自动控制提供设计依据.