少自由度并聯(lián)液壓支架的設計與分析.pdf

1、液壓支架是綜采中最重要的設備之一。液壓支架的可靠和穩(wěn)定支撐不僅關系到煤層的開采成本，而且關乎相關工作者的人身安全。傳統(tǒng)液壓支架的四連桿構型，雖然也能起到基本的支撐作用，但由于自身結構存在不合理之處，承載能力有限，且不能承受側向壓力，產生了諸多不良影響，造成了各種不同的損害。與此同時，并聯(lián)機構以其高穩(wěn)定性、高承載能力、高精度等優(yōu)點逐漸進入機構研究者的視野。在這樣的背景下，相關工作者創(chuàng)造性將并聯(lián)機構運用于液壓支架，開展了相關工作并取得了一定

2、成果。并聯(lián)液壓支架更有利于實現(xiàn)電液控制，控制頂梁下沉速度，降低對支架造成的沖擊力，充分利用巖層自身的承載能力，這些都有利于支架保持持久、穩(wěn)定的工作性能，提高支架可靠性，延長支架使用壽命。因此，并聯(lián)液壓支架研究對于提高液壓支架性能、提高煤炭一線工作者安全保障以及降低煤炭開采成本，具有重大理論意義和實際應用價值。
　　本文在前期工作者的理論基礎上，將兩種新的并聯(lián)機構應用于液壓支架，提出兩種新型構型的并聯(lián)液壓支架，并從理論和模擬兩個角度

3、研究了新機構的可行性和可靠性。為液壓支架的發(fā)展提供了新的思路，使并聯(lián)液壓支架的研究又向前邁進了一步。
　　第一，對3-SPS/PPS、3-SPS/PS并聯(lián)機構的自由度分別進行了精確的推導，并得到兩機構分別是五自由度三轉動兩移動的并聯(lián)機構和四自由度三轉動一移動的并聯(lián)機構。后又對機構的消極運動副、驅動副等逐個進行了分析。構型確認無誤后，將并聯(lián)機構成功應用于液壓支架的并聯(lián)支撐機構，完成其在頂梁和底座位置布局。最后，確定了液壓支架的總體三

4、維模型并介紹其主要零部件和功能。
　　第二，雅可比矩陣對于機構的位形研究具有相當重要的參考價值。從3-SPS/PS和3-SPS/PS構型出發(fā)，選擇適用于它們機構自身的求解方法分別求解出各自的機構雅可比矩陣。再令各自的雅可比矩陣為零，求解出機構的奇異位形，為避免機構卡死提供了有效的參考。
　　第三，在Solidworks中建立機構模型，利用與ADAMS軟件的Exchange/Pro接口成功將模型導入ADAMS中，在賦予機構低副

5、和驅動后進行仿真，得出機構的正反解運動曲線圖。
　　第四，將在Solidworks中建立好的模型導入到ANSYS中，分別對其進行模態(tài)分析、靜力分析和預應力模態(tài)分析。分別得出機構自然狀態(tài)下的固有頻率、機構承載能力和承受載荷下的固有頻率，為機構的實物設計提供了很好的理論支撐，避免了不必要的設計失誤，大大減少了研發(fā)費用。
　　總之，本文的研究是并聯(lián)液壓支架研究領域的新成果，設計的新型構型并聯(lián)液壓支架具有重要的實際應用價值。將有望應