支架搬运车最小转弯半径计算及其巷道适应性分析_马广营.pdf

复原状 若不能完成这个动作则认为阻车器发生故 障 语音报警系统发出维修警告 这个监测过程由 阻车栏轴上的拨动凸轮 行程开关 防爆箱及其内 部芯片等共同完成 当气缸将阻车器推下时 附在 阻车栏轴上的拨动凸轮将行程开关拨开 语音报警 器电源接通提示 阻车器放下 矿车可以通行 同 时语音报警器开始计时 如果阻车器在3 min内复 位 则计时中断不发生报警 行程开关也同时关闭 如果阻车器打开时间超过3 min 则语音报警系统 启动 发出报警提示音 阻车器未抬起 阻车失败 请检查 语音报警流程如图4所示 图4语音报警原理 该语音报警器主要检测阻车器是否为阻车常 闭状态 防止由于人为等因素使阻车器放下 处于 常开非阻车状态 给矿井生产带来安全隐患 3系统特点 1 阻车器常闭 安全系数高 符合煤矿安全规 程 一旦气动系统失灵仍处于自锁状态 可以避免 二次事故的发生 2 单向阻车且自动复位 减少了开启次数 降 低了工人劳动强度 操作简单安全 从原理上避免 误操作和违章作业的发生 可以实现远程控制 机 构简单 动作灵巧 环境适应性强 不受场地因素限 制 检修容易 结构紧凑 成本低 3 复位回复力为重力 增强了系统的可靠性 4 阻车器过时未闭合自动报警 防止误操作 与违章作业 方便了维护和安全隐患的及时发现与 处理 5 驱动力为气动 气源为矿井通用高压气源 充足易得 清洁无污染 高副接触面采用弧形滚动 不仅实现了零度压力角传动而且减小了摩擦力 降 低对气缸推程的要求 由于阻车时推杆并没有接触 推齿 故发生溜车时气缸不受任何冲击 阻车臂于 车轴高度处阻住车体 避免对车轮轴承的冲击 4结语 新型可重构气动单向阻车器 在上平车场处于 常闭状态 同时具有减轻工人劳动强度 提高操作 环境安全系数 防止误操作及违章作业 安装方便 检修容易的优点 从原理上可防止斜巷运输过程中 跑车事故的发生 确保安全生产 参考文献 1 王洪欣 冯雪军 机械原理 M 南京 东南大学出版社 2007 2 徐桂云 刘金德 魏忠才 直动往复泵自动换向机构 J 流体机 械 2003 31 6 35 37 3 赵松山 PLC控制技术在斜井跑车防护装置中的应用 J 中州煤 炭 2008 6 61 62 作者简介 翟春香 1986 女 江苏南通人 中国矿业大学机电 工程学院硕士研究生 研究方向 机械设计及理论 电子信箱 zhaichunxiang0516 责任编辑 王海英收稿日期 2010 07 03 支架搬运车最小转弯半径计算及其巷道适应性分析 马广营 李炳文 刘飞 夏丽建 中国矿业大学 机电工程学院 江苏 徐州221116 摘要 对支架搬运车的最小转弯半径进行理论计算 运用虚拟样机分析软件ADAMS对支 架搬运车仿真得出最小转弯半径 并与理论计算进行了对比分析 结合井下巷道设计对其巷道转 弯的适应性提出要求 关键词 支架搬运车 最小转弯半径 ADAMS 巷道要求 中图分类号 TD52文献标志码 A 文章编号 1003 0794 2010 11 0034 03 Calculation of Minimum Turning Radius of Transport Vehicle for Hydraulic Support and Adaptive Analysis of Workings MA Guang ying LI Bing wen LIU Fei XIA Li jian College of Mechanical and Engineering China University of Mining and Technology Xuzhou 221116 China Abstract Calculate the minimum turning radius of the transport vehicle for hydraulic support in theory and get out the minimum turning radius by applying analytical software of virtual prototype ADAMS to the model of transport vehicle for hydraulic support then compare and analyses those two data Last by integrating the design of workings bring up the demands to the adaptability of the workings turn Key words transport vehicle for hydraulic support minimum turning radius ADAMS workings requirement 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol 31No 11 Nov 2010 第31卷第11期 2010年11月 阻车器放下 矿车自由通行 凸轮触发行 程开关动作 语音报警器电源接通 并提示阻车器打开 计时3min后阻车 器未抬起开始报警 语音报警器 开始计时 34 0引言 随着我国煤矿高产高效开采技术的高速发展 在综采工作面搬家倒面时为了缩短工作面的搬迁 时间 提高矿井的产量和经济效益 在我国一些大 型矿区已经投入使用支架搬运车 框架式支架搬运 车是澳大利亚BOART LONGYEAR公司研制开发 的一种新型特种车辆 该车属于铰接式车辆 由前 后2个车架组成 中间用垂直铰销联接起来 转向 采用铰接式转向 即通过2个油缸推动前后车架绕 中间铰销转过一定角度达到的 铰接转向机构主要 由3部分组成 转向油缸 转向操作机构和上下铰 接体 其转向机构如图1所示 图1铰接式转向机构 1支架搬运车转弯半径的计算 图2为支架搬运车在水平地面上稳定转向的 转向示意图 铰接式转向时通过前 后车架绕其铰 销相对转过一定角度 使前 后轮相对于车架没有发 生偏转 每一桥上两侧车轮转动平面始终保持平行 过前 后桥轴线作垂直于地面的平面 此两面的交线 即为转动轴线 它在水平面的投影为一点O 则支 架搬运车绕此轴线转向 各车轮作侧滑的滚动 图2支架搬运车转弯半径计算示意图 由图2可知 前外侧车轮转向半径 R1 B 2 AO B 2 L 1 K Kcos sin 1 由图2知后外侧车轮转向半径 R2 B 2 DO B 2 L K 1 K cos sin 2 式中B 轮距 L 轴距 转向角 K 铰接点距前轴距离与轴距的比值 由式 1 式 2 可知R1与R2是铰销位置K的函 数 设计参数前轮轮距B1 1 820 mm 后轮轮距B2 2 800 mm 轴距L 4 700 mm 铰销位置K 17 30 最大 转向角 max 45 可计算出支架搬运车转弯半径R1 6 453 61 mm R2 7 203 19 mm 所以可以确定支架 搬运车的外侧转弯半径Rw 7 203 19 mm 内侧转弯 半径Rn 4 403 19 mm 外侧转弯半径与车最外侧端点的距离之和为 外侧最小转弯半径Rwmin 7 503 19 mm 内侧转弯半 径与车最内侧端点的距离之差为内侧最小转弯半 径Rnmin 4 203 19 mm 2应用ADAMS对支架搬运车进行转弯运动仿真 通过Pro E软件参数化建模得到支架搬运车实 体模型然后导入ADAMS View进行运动学仿真 1 为了能在ADAMS View环境下直接运用所 建模型进行分析 首先对Pro E环境下的整车模型 进行简化 并建立刚体 2 将支架搬运车模型导入ADAMS View环境 对整车进行整合 建立各个零件之间的约束 3 载入tire tir轮胎文件和road rdf路面文件 轮胎模型选用了5种模型中的UA轮胎模型 该模 型考虑了纵向和横向综合滑移的情况 因而比较准 确 全面地反映了轮胎特性 路面文件是采用了随 机路面的路面谱标准程序编制 本文选用松散路 面 4 添加驱动并编制函数 定义车速函数 外侧车轮 STEP time 0 15D 1 25D STEP time 1 0 11 167D 内侧车轮 STEP time 0 15D 1 25D STEP time 1 0 11 167D STEP time 11 0 15 76D STEP time 39 0 43 76D 定义转向油缸伸缩运动函数为 STEP time 11 0 15 266 STEP time 38 0 42 266 5 进行整车的动态仿真 工况为行走转弯 初 始速度为5 km h 平路 在进行动力学仿真时 单位 时间内仿真步数越多 步长也短 越能反映模拟结 果 但缺点是仿真时间也随之变长 本文中仿真时间 设置为43 s 步长为0 01 s 即 1 s仿真100步 具有 很高的仿真度 6 仿真后处理 以支架搬运车最内侧的点作 为标记 定义转弯半径函数为 VM MARKER32 WY MARKER32 1 000 截取整个仿真过程中油缸伸缩最大时内侧最小转 第31卷第11期Vol 31No 11支架搬运车最小转弯半径计算及其巷道适应性分析 马广营 等 R2 R1 L B 2 CDO E A K B 2 LK 1 K L 35 弯如图3所示 图3支架搬运车内侧转弯仿真图 同理以支架搬运车最外侧的端点作为标记 定 义转弯半径函数为 VM MARKER31 WY MARKER31 1 000 运动仿真如图4所示 图4支架搬运车外侧转弯仿真图 通过支架搬运车运动仿真可以得出 当右侧油 缸升到最大266 mm时 支架搬运车内侧最小转弯 半径在4 165 4 412 m 而通过平面绘图计算出的最 小理论转弯半径为4 203 m 在其范围内 符合要 求 外侧最小转弯半径在7 275 7 662 m 通过平面 绘画计算出的最小理论转弯半径为7 503 m 在其 范围内 符合要求 3支架搬运车对巷道弯度的要求 井下道路弯度的大小主要影响支架搬运车的 工作效率 司机的能见度和操作安全 也影响轮胎 磨损的均匀性 因此必须要有合适的弯度 以使支 架搬运车的转弯半径与巷道内部尺寸相协调 或者 巷道的转角可容许车辆转弯90 当转弯时 应考虑 车辆内外转弯半径 会跑出路面的宽度 因此其通 行部分路面应增加一定的宽度 即要有转弯间距 可按以下方法 见图5 求得支架搬运车的尺寸 计 算理论上的转弯间隙 实际间隙还要看车辆在转弯 开始和全面转向之前行驶的准确位置而定 图5车辆理论转弯间隙求取示意图 现已知支架搬运车的内 外转弯半径及其各个 外形尺寸来确定巷道的尺寸 1 从 D点连接DA DB为车辆的外转弯半径 DA DB 7 503 m 2 由于车辆与巷道壁应有 600 mm的作业 间隙 所以从A B两点向外延伸作业间隙 3 从 D点连接DE DF为车辆的内转弯半径 DE DF 4 203 m 4 在车辆与转角之间C处选一个可行的间隙 修成圆角 此时巷道的转弯半径 R Rn Rw 2 5 853 m 5 向巷道壁沿转弯半径方向加上作业间隙计 算出要求的巷道宽度 代入支架搬运车参数得 巷 道宽度 4 5 m 4结语 由以上的计算分析 针对支架搬运车在巷道的 通过性 对其所工作的巷道提出了转弯半径和宽度 的要求 支架搬运车的转弯属于铰接式转弯 其转 弯半径的计算与带有差速器的转弯差别很大 本文 通过对支架搬运车转弯半径的理论计算与对其进 行的ADAMS转弯行走仿真 为支架搬运车整体的 设计研究提供了理论依据 参考文献 1 高梦熊 地下装载机 结构 设计与使用 M 北京 冶金工业出版 社 2002 2 李军 邢俊文 覃文浩 等 ADAMS实例教程 K 北京 北京理工 大学出版社 2002 作者简介 马广营 1984 山东潍坊人 中国矿业大学机电工 程学院在读硕士研究生 主要从事矿山机械方面的研究 责任编辑 王海英收稿日期 2010 05 13 第31卷第11期Vol 31No 11支架搬运车最小转弯半径计算及其巷道适应性分析 马广营 等 F A D R B Rn Rw E C 0 6 m 0 6 m 薄煤层炮采液压支架支护效果研究 兖州矿业 集团 公司北宿煤矿通过矿压观测研究7700薄煤层炮采液压支架的支护效果 为薄煤层工作面顶板控制及液压支架设计参数 提供可靠依据 从现场实际分析 放炮后至移架前的架前控顶距达到最大值 支承压力重新分布是液压支架前柱受力增大的主要原因 液压支 架循环最大工作阻力在移架前 也就是液压支架控顶距处于最大值期间 因此 液