机械式冲击器动力分析及优化

针对现有冲击器存在的单次冲击功小、入井连续工作时间短和深井工作稳定性差的问题,设计了一种新型机械式冲击器。该冲击器由动力机构、动力转换机构和冲击机构组成。动力机构由轨道和传动销组成,传动销与冲锤连接后置于轨道内,轨道随传动轴旋转,带动传动销和冲锤往复运动。提出了满足冲锤运动规律的两种轨道轨迹线,根据冲锤的位移、速度和加速度之间存在的微分和积分关系、冲锤应满足的边界条件求解得到了冲锤的速度和加速度函数。对传动销进行受力分析,由牛顿第二定律及受力平衡关系求解得到了轨道受力及扭矩方程,计算得到了轨道受力、扭矩、冲锤速度与轨道旋转角度的关系,通过减小冲锤下行时的加速度可减小轨道受力及扭矩。以轨迹线1为例,使用Adams软件对冲锤进行运动仿真,仿真结果显示冲锤运动规律与设计的运动规律相同。研究结果可为机械式冲击器的进一步优化设计提供参考。