雙臂起重機(jī)械手變幅機(jī)構(gòu)有限元分析及鉸點(diǎn)位置優(yōu)化.pdf

1、隨著整個(gè)社會(huì)對(duì)煤炭能源需求量的不斷加大，如何有效提高采煤效率成為一個(gè)重要課題。而采煤效率很大程度上取決于綜采工作面安裝回撤這項(xiàng)工作所占用的時(shí)間。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)綜采工作面安裝及回撤這項(xiàng)工作所進(jìn)行的研究較少，安裝回撤效率仍然處在較低的水平。針對(duì)井下綜采工作面安裝回撤效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大這一問(wèn)題，介紹了一套專門用于綜采工作面安裝與回撤的設(shè)備，雙臂起重機(jī)械手是該套設(shè)備的重要組成部分之一，主要用于綜采工作面安裝過(guò)程中吊裝刮板輸送機(jī)中部槽、電機(jī)、減速機(jī)

2、、機(jī)頭以及工作面端頭支架等設(shè)備的輔助工作。該設(shè)備取代了以往的人工操作，不僅更有效的保證了人員安全，而且極大的節(jié)約了綜采工作面安裝回撤時(shí)間。
　　本文以某型號(hào)雙臂起重機(jī)械手變幅機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的受力分析，有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先根據(jù)實(shí)體結(jié)構(gòu)運(yùn)用Pro/E對(duì)雙臂起重機(jī)械手進(jìn)行三維實(shí)體化建模。并運(yùn)用大型有限元分析軟件ANSYS Workbench對(duì)雙臂起重機(jī)械手變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。通過(guò)靜力學(xué)分析驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，

3、并在此基礎(chǔ)上對(duì)伸縮臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析及屈曲分析。通過(guò)模態(tài)分析找出結(jié)構(gòu)固有頻率及主要振型，通過(guò)屈曲分析來(lái)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。建立變幅機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，確定設(shè)計(jì)變量及目標(biāo)變量，以變幅液壓缸受力最小為目標(biāo)函數(shù)，找出約束條件，運(yùn)用MATLAB優(yōu)化工具箱對(duì)鉸點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果使得鉸點(diǎn)位置進(jìn)行重新分布，變幅液壓缸受力明顯減小，按照結(jié)論對(duì)變幅液壓缸進(jìn)行重新設(shè)計(jì)計(jì)算，結(jié)果表明，優(yōu)化后的鉸點(diǎn)位置受力情況的改善使得變幅液壓缸的內(nèi)徑由標(biāo)準(zhǔn)值180mm減小至