矿用铲运机电缆前后机架的优化设计

    矿用铲运机是一种由蓄电池提供动力,前后机架铰接,集装、运、卸于一体的矿用机械设备。 鉴于井下巷道路面的复杂性,故需要对铲运机前后机架的力学性能进行校核,同时根据校核结果进行必要的优化。其力学性能的校核主要考虑结构的应力、变形和应变是否满足材料的安全性能,并针对危险区域进行必要的优化,直到满足材料的安全性能。 针对该项目的大体思路,就CLX3型胶轮矿用铲运机进行了如下内容的研究： 1、建立铲运机虚拟样机。结合铲运机原始结构尺寸,运用CAD设计软件Pro/Engineer5.0建立原始结构的三维模型,并对模型进行适当简化。然后将虚拟样机导入仿真分析软件ADAMS中,添加轮胎、路面和必要的约束,完成虚拟样机的建立。 2、通过动力学仿真分析得出铲运机各项动力学参数。结合煤矿井下工作路面,模拟七种不同路况(平整路面空载、平整路面满载、三角凸台路面、矩形坑路面、搓板路面、10°爬坡路面、转弯路面),对该铲运机进行了全面的动态仿真和分析,得出各项动力学参数,如起动转矩、稳定转矩、各铰接处受力情况、转弯半径等。 3、对优化前后的铲运机前后机架进行有限元分析。将仿真得到的动力学参数进行整理,根据这些数据在Pro/Engineer5.0中对铲运机前后机架进行应力、变形和应变分析,找出危险区域,对危险结构进行优化,对优化后的铲运机前后机架进行应力、变形和应变分析,分析优化后的铲运机前后机架是否满足材料的安全性能。 通过该项目的研究,为铲运机的虚拟机械系统动态仿真和优化设计提供了理论依据,参考本课题的研究思想,可以提高零件设计精度和铲运机的工作效率,降低能源消耗。同时使用本课题中介绍的虚拟样机仿真分析法弥补了传统的机械实物系统设计、试验、修改的循环周期长,开发费用高的缺陷。

广泛应用于各大采矿企业地下采矿石壁打钻凿岩作业现场等等。

目前的电动铲运机大都是通过拖曳电缆供电的。用蓄电池供电的铲运机只在煤矿应用,而且主要用于清理。在一般的矿山,由于矿岩的硬度较大、块度不均匀,所需的铲取力大,而且作业场所多数比较泥泞,在目前技术条件下,用蓄电池供电尚不经济。 在研制用拖曳电缆供电的铲运机(以下简称电缆铲运机)时,关键在于选择何种结构的电缆和如何解决电缆在自动收放过程中始终保持适当的张紧力。