礦用扒裝機(jī)挖裝部件裝載效率與動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、礦用扒裝機(jī)是井下巷道掘進(jìn)過程中渣石快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝備，它采用將電動(dòng)機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓系統(tǒng)的液壓能，來驅(qū)動(dòng)各功能部件完成整機(jī)行走轉(zhuǎn)向、渣石扒取、大塊巖石破碎以及渣石轉(zhuǎn)運(yùn)等功能動(dòng)作;其中挖裝部件為其最關(guān)鍵和最復(fù)雜的功能部件，它主要完成大臂升降、小臂收放、挖斗旋轉(zhuǎn)、破碎錘伸縮和挖裝部件回轉(zhuǎn)等一系列作業(yè)動(dòng)作，其性能好壞直接決定了整機(jī)的扒渣效率和整機(jī)動(dòng)態(tài)工作性能，對(duì)扒裝機(jī)的工作可靠性和穩(wěn)定性影響極大;裝載效率是衡量扒裝機(jī)性能好壞的重要參數(shù)，如何提高挖裝

2、部件的扒渣效率，合理優(yōu)化其扒掘軌跡路徑是解決這一難題的最終途徑和措施，長(zhǎng)期以來一直備受業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。隨著井下裝巖裝備技術(shù)的快速發(fā)展，目前礦用扒裝機(jī)也在不斷推陳出新，特別是對(duì)扒裝機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)能力提出了更高要求。因此，扒裝機(jī)挖裝部件的裝載效率和動(dòng)態(tài)特性研究具有極其重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　　本文基于扒裝機(jī)及其挖裝部件結(jié)構(gòu)和工況特點(diǎn)及工作原理分析與研究，運(yùn)用工程微分幾何及相關(guān)數(shù)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及力學(xué)的理論，采用矩陣矢量法建立了扒裝機(jī)挖裝部件的

3、運(yùn)動(dòng)和力學(xué)的數(shù)學(xué)模型;通過對(duì)各關(guān)鍵接點(diǎn)的位置坐標(biāo)的求解，揭示了扒裝機(jī)挖裝部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力特點(diǎn)。通過對(duì)直接影響裝載效率部件挖斗齒尖點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的求解和優(yōu)化，給出了影響其裝載效率及動(dòng)態(tài)特性的相關(guān)因素及主要因素，其中合理的扒掘路徑為主要影響因素，它與挖裝部件上各主要油缸的具體行程相關(guān);得出了在不同大臂擺角下挖裝部件的扒掘軌跡長(zhǎng)度計(jì)算公式，為扒掘軌跡優(yōu)化提供了理論支持。基于井下作業(yè)的特殊工況及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，提出了挖裝部件“高裝取率、等強(qiáng)度、