基于并联机构液压支架运动学及静力学研究

研究一种两转一移(2R1T)三自由度并联机构3-SPR,该并联机构围绕定系的原点做转动,具有良好的运动性能和力学性能,该机构替代传统液压支架。煤面随采煤机过后发生形变,普通液压支架上平台受力不均匀或者受力方向有所改变,液压支架一定程度上受到损坏,并联机构则可以应变这些缺点,在x轴和y轴方向上对动平台进行力补偿,支架的驱动杆为二力杆,对机构底座和运动副不会产生附加弯曲应力,该机构运动是对称的,机构的后面2个分支形成面不会存在弯曲运动,解决原有机构原理性缺陷,依据3个软件联合仿真结果,并联机构比传统液压支架力补偿更充分,并具有很好的应用前景。

基于MATLAB的液压支架四连杆运动研究

以液压支架四连杆机构为研究对象,结合四连杆机构的运动简图,构建了四连杆机构的运动模型,借助MATLAB开展了基于牛顿-辛普森法的支架四连杆机构运动理论分析,并与ADAMS仿真结果进行对比,证明了理论分析的正确性,并分析得到了支架升降架过程中前连杆与掩护梁角加速度的变化曲线。同时基于Simulink平台构建了四连杆机构的运动仿真模型,并证明了仿真模型的正确性。可为液压支架的运动检测提供理论基础。

关于矿用液压支架四连杆机构运动过程的分析

通过对四连杆简要的运动学进行分析,确定了连杆机构工作时的运动方程;通过建立设计变量、目标函数、约束条件的方式建立了运动学仿真模型;将以上工作作为参数化编程设计的前提,提出构建输入、输出、计算为基础的程序设计逻辑结构,实现计算结果图形显示、多形式存储计算结果的功能,最终完成四连杆机构的结构参数的参数化设计计算,并以机构速度瞬心在空间中的位置变化为例,说明了计算结果的准确性和计算的便捷性。该方法对于后续的液压支架受载分析和其他类似杆件系统的参数设计计算具有重要的指导、借鉴意义。

基于并联机构的立柱试验加载装置运动与力传递性能分析

针对目前立柱试验台加载装置力传递差、承载力低、运动形式单一的问题,通过对新国标GB25974.2试验内容的分析,提出了一种以并联机构为主体结构的“2T+1T2R”串并混联加载装置。其中以RPU-UPU-PU并联机构作为加载装置的主体结构,借助T&T角与螺旋理论建立起该并联机构的输入传递指数、输出传递指数与局部传递指数的数学模型;利用Matlab绘制出RPU-UPU-PU并联机构的性能图谱。结果证明了所提出的1T2R并联机构具备新国标试验所需的运动姿态与力传递性能,可作为立柱试验加载装置的执行机构,并且偏置后的末端执行器具有更好的定向能力。

充填采煤液压支架受力分析与运动学仿真研究

根据充填采煤液压支架结构原理及控顶作用,建立了支架顶梁的力学模型,分析得出了顶梁受力情况及3排立柱受力之间的关系;运用Pro/E软件对支架进行三维建模和运动学仿真分析,模拟出主要部件的运动过程,得出各主要部件在工作过程中的运动特征曲线,并对支架参数进行了校核.基于以上分析结果设计制造了ZZC8800/20/38型充填采煤液压支架,支架前、后排立柱受力分别是中立柱支架受力的4.1倍、4.6倍.该支架在平煤十二矿成功应用表明受力分析及设计是科学合理的.

两柱掩护式液压支架机构运动学分析

两柱掩护式液压支架是由各梁体、前后连架杆和液压油缸等构件组成的多自由度多杆机构,在液压的驱动下完成支顶、护帮、移架等动作,在煤矿开采中起到重要作用。根据两柱掩护式液压支架的结构及工作特点,推导出支架高度、梁端距、立柱长度和平衡油缸长度与后连架杆位姿角及掩护梁背角之间的几何关系及计算式,基于拉格朗日方法建立了两柱掩护式液压支架运动微分方程,对ZY17300/32/70型两柱掩护式液压支架进行了求解分析,得出了支架在升降架过程中后连架杆位姿角与掩护梁背角的角位移及角速度关系、支架高度的变化规律、以及顶梁的运动速度和加速度变化特性。