连续采煤机截割部的运动及力学分析.docx

连续采煤机截割部的运动及力学分析李晓豁,赵岐刚( 辽宁工程技术大学 机 连续采煤机截割部的运动及力学分析 李晓豁, 赵岐刚 ( 辽宁工程技术大学 机械工程学院, 辽宁 阜新 123000) 摘 要: 连续采煤机截割部的运动和力学特征对整个机器的截割性能、效率有重要的影响。以顶部 悬挂式连续采煤机截割部为例, 建立了截割部液压缸活塞运动速度与悬臂摆动角速度以及活塞推力与 悬臂摆动力间的函数关系。经计算机模拟, 得到了悬臂摆动角速度与悬臂摆角的关系曲线以及摆动力与 悬臂摆角的关系曲线。力学分析得到悬臂的速度、力的大小及变化规律, 为设计和改善采煤机的工作性 能提供了理论依据。 关键词: 连续采煤机; 截割部; 运动学; 摆动力 中图分类号: TD421.5; TH113.2 文献标识码: A Kine ma tics a nd me cha nics a na lys is of cutting unit for continuous mine r LI Xiaohuo, ZHAO Qigang ( Mechanical Engineering College of Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China) Abstr act : A cutting unit is a working device of a continuous miner which contacts directly with coal and rock and completes cutting task. Its kinematics and mechanics characteristics have influences on the cutting performance and efficiency of whole machine, are a foundation to design a continuous miner. The function about velocity of piston of cutting unit and the function about pushing force and swaying force of boom are established through analyzing kinematics and mechanics of cutting unit of the top hanging continuous miner in the paper. Relation curve between angular velocity and waving angular of boom and relation curve between swaying force and waving angular are obtained by computer simulation. The simulation results are also analyzed. The given conclusions lay the theoretical foundation for deeply studying characters of a continuous miner. Key wor ds : continuous miner; cutting unit; kinematics; swaying force 缓和得多。因此, 大截高的连续采煤机多采用顶部悬挂 式[ 2] 。连续采煤机截割部的运动及力学分析为连续采煤 机工作机构运动学及动力学参数的选择与 计 算 所 必 需, 是整机设计和研究的基础。为此, 将对顶部悬挂式 连续采煤机的截割部进行运动及力学分析。 0 引 言 连续采煤机不仅可以用于房柱式采煤, 也可用于 巷道掘进[ 1] 。其悬臂的布置一般有底部和顶部悬挂两种 形式。底部悬挂式其悬臂的回转点位于机身下侧, 升降 液压缸置于机身上侧。顶部悬挂式的布置与前者刚好 相反。在截高较高时, 底部悬挂式割出的形状是一个倒 圆弧, 是一种不稳定形状, 而顶部悬挂式割出的形状则 1 运动学分析 连续采煤机割煤时, 一般是先抬起悬臂使滚筒到 达煤壁顶部, 然后机器行走, 滚筒旋转切入煤壁, 悬臂 收稿日期: 2005- 06- 13 第 5 期李晓豁, 等: 连续采煤机截割部的运动及力学分析283的液压缸推动悬臂向下运动, 使滚筒割出整个断面, 工作原理与横轴式掘进机相同[ 3, 4] , 其机构如图 1 所示。2力学分析该机构的受力分析如图 2 所示。取整个截割部为平衡对象, 铰接点的约束为理想约束