（毕业设计全套）液压支架的运动仿真设计（打包下载）

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算式.式中掩护梁厚度平衡千斤顶外径平衡千斤顶外径与掩护梁间之间隙，般取平衡千斤顶上铰点至顶梁和掩护梁铰点之距平衡千斤顶受拉力时，取.平衡千斤顶受推力时取.以上参数具体数值如下表，将数据代入得.表.计算平衡千斤顶各种参数.平衡千斤顶的行程计算为了防止平衡千斤顶的耳环或平衡千斤顶本身背被拉坏，对平衡千斤顶的行程有如下要求当支架在最高位置时，顶梁能下摆度支架在最低位置时顶梁能上摆度，或顶梁和掩护梁近似度。为简化计算，取如下两种情况假设平衡千斤顶的活塞杆全部伸出时顶梁和掩护梁成度平衡千斤顶的活塞全部缩回时，支架恰好在最高位置。当支架在最高位置时，平衡千斤顶达到最小长度,如图.所示图.平衡千斤顶最短位置式.上式中由下式进行计算式.当顶梁和掩护梁成度时，平衡千斤顶达到最大长度,如图.所示。行程查表液压活塞行程系列表取图.平衡千斤顶最长位置平衡千斤顶在掩护梁上位置的确定平衡千斤顶的行程确定后，即可确定它在掩护梁上的位置，如图式中当活塞全部缩回时，缸体上铰点之活塞上部之距，如图.所示。对于掩护型支架，。当活塞杆全部缩回时，活塞杆铰点之活塞杆腔出油孔中心线之距，对于掩护式支架，。侧推千斤顶位置的确定侧推千斤顶伸出时，使活动侧护板外移，可密闭架间间隙，起到防矸导向防倒和调架等作用侧推千斤顶缩回时，使活动侧护板回缩，可减少移架阻力。.侧推千斤顶控制方式无锁紧回路且在不操作时，侧推千斤顶处于浮动状态，靠弹簧筒的弹簧力控制活动侧护板与邻架的间隙。防止顶板岩石从架间冒落，移架时摩擦阻力小。其中型掩护式支架每个弹簧筒的弹簧力为.，型掩护式支架每个弹簧筒的弹簧力为.。这种结构的缺点在于防矸防倒效果与弹簧式差不多。有锁紧回路时，用液控单向阀锁紧。优点为防矸防倒效果好。缺点在于移架时要操纵千斤顶，使移架操作复杂化，而且架间易掉矸。.侧推千斤顶位置布置由于顶梁在顶板载荷作用下，要求侧推千斤顶的推拉力大，才能灵活操纵顶梁侧护板。因此在顶梁上般布置两个侧推千斤顶，两个弹簧筒。在掩护梁上般仅在中间个侧推千斤顶，两端各对称布置个弹簧筒。由于在顶梁和掩护梁上焊有横筋板，则侧推千斤顶的安装位置要与横筋板相适应。般为对称布置，这样可以使侧护板受力平衡。具体布置方式有如下三种二孔式采用两个侧推千斤顶，在侧推千斤顶处同时布置弹簧筒，靠弹簧力实现架间密封。三孔式中间孔安装侧推千斤顶，两侧对称安装弹簧筒。四孔式中间两孔安装侧推千斤顶，侧面两孔布置弹簧筒。第章三维参数化建模随着科技的发展，单使用二维技术进行液压支架设计已不能满足现代设计的需求。在科研人员到各煤矿和生产厂家进行方案汇报项目招标的过程中，利用.软件建立的支架三维实体模型和运动仿真分析，将支架的每个部件结构，每层装配关系，各种运动轨迹都清晰直观的显示出来，从视觉上带给客户更感性的认识，收到了很好的效果。现阶段比较有代表性应用广泛的三维软件有美国公司的公司的公司的公司的北航海尔的。其中.是平台下基于特征的参数化造型技术和变量化造型技术的三维实体造型系统，具有杰出的机械装配设计和制图性能，能够方便地与平台下其它应用软件进行数据转换和链接操作。.强大的建模功能可以完成任何复杂的造型设计和装配设计，其工程图模块可以将零件环境装配环境中生成的各类零件装配件等实体进行投影，生成符合制图标准的二维工程图，极大地方便了液压支架零部件的设计，因此确定采用.软件来进行液压支架三维实体的建模。.液压支架建模与装配的目的机构动力学分析模块是软件中包含的个运动分析和仿真模块，该模块即可实现对机构的定义建立零件之间的连接及装配自由度，对输入轴添加相应的电机驱动产生设计要求的运动，又可以在分析机构运动时观察和记录分析仿真过程的些测量值，如位置速度和加速度等，还可以进行运动干涉检查和运动轨迹显示等。创建三维模型，不仅仅是为了造型，更多的是为了今后使用方便如设计的修改和调整虚拟装配动力学分析运动分析等。般对于开发性设计来说，造型的近期目标就是为了修改。具体到支架设计，由于每次设计所需要的支护强度个不相同，所以设计的支架模型在完成机构运动学目标后，还要通过强度验算同时确保支架总重量不超过定数值，因此支架模型只有在通过强度验算合格和总重量不超标的情况下才能正式确定下来。也可以说，在设计时，修改零件模型是必可缺少的。这就要求创建零件造型结构完整，尺寸和几何约束齐全正确，以便在今后的零件设计过程中，随时可以方便地对不合理的结构做出修改。要明确零件造型的目的在不影响零件的基本特征和受力的情况下，些细小特征如较小的圆角和倒角可以忽略，还可以将有关部件直接绘成个零件模型，减少模型储存量及缩短模型再生时间，从而提高了工作效率。要明确装配的目的装配是运动仿真的基础，装配的好与坏直接影响到运动仿真的进行，只有在模型装配好之后才能进行运动仿真。.液压支架的三维实体建模对液压支架整机的三维实体建模般采用自下向上的方法，即先依据各部件的结构形状和尺寸建立各部件的三维模型，然后再按照它们彼此之间的装配和约束关系逐个进行组装，最后形成台完整的机器。很显然，对液压支架各部件的精确建模和正确定义各部件之间的装配关系，是完成液压支架整机建模的关键。在本次设计中主要采用拉伸命令进行建模。本文将以顶梁的建模过程作为代表。打开.，点击新建按钮出现对话框，设置如图所示,点击确定，之后选择，点选确定，之后就进入了零件的建模窗口。点击，之后点击放置按钮，进入草绘面选择对话框，选择草绘平面，如图所示。根据零件尺寸要求步步的进行拉伸，零件创建好之后其效果图如图所示。图顶梁效果图.液压支架的整机装配创建好液压支架的所有部件之后，就要开始进行装配。装配前，应正确分析各部件在整机中的位置作用以及相关部件之间的装配关系运动关系，以保证装配后整机定位可靠运动灵活互不发生干涉。装配是在的组件模块中完成的。由于各部件之间的装配关系不同，提供了不同的装配形式。如果装配件与装配件之间没有相对运动，装配时应选用“放置”选项定义板定义彼此之间的约束关系否则，在装配时应选用“连接”选项板来定义它们之间的连接关系和约束关系。在装配过程中，如果按照设定的约束关系并没有使装配件处于“正常的工作位置”，可使用“拖动”选项板上的“平移”“旋转”等工具对配件进行调整，直至符合要求为止。在中，组件模块提供了“匹配”“对齐”“插入”和“坐标系”等多种约束类型和“刚性链接”“销钉链接”“平面链接”“球连接”等多种形式，如图所示。图接形式与用户自定义在具体的操作中，正确地选择并使用这些约束类型和连接形式，对能否成功地实现液压支架的虚拟装配与运动仿真至关重要。为此，四个立柱与油缸两端的销孔与其相关部件上耳座之间律采用“销联接”，活塞与缸体之间律采用“滑动杆连接”，顶梁与掩护梁之间，掩护梁与前后连杆之间律采用“销联接”。般情况下，采用的链接形式不同，接下来所需定义的约束类型也不同。只有当装配处于完全约束时，被装配件才可能具有确定运动，“链接”才会生效.总的来说，装配过程是较为简单的。但是还是要注意几个问题。般来说，建立个装配约束时，应选取元件参照和组件参照。元件参照和组件参照分别是元件和装配体中用于约束定位和定向的点线面。例如通过对齐约束将根轴放入装配体的个孔中，轴的中心线就是元件参照，而孔德中心线就是组件参照。系统次只添加个约束。例如不能用个“对齐”约束将个零件上两个不同的孔与装配体中的另个零件上的两个不同的孔对齐，必须定义两个不同的对齐约束。要对个元件在装配体中完整地指定放置和定向即完全约束，往往需要定义数个装配约束。正确进行立柱的装配。由于现有的很多软件很难识别立柱窝和立柱缸体底部圆球面得配合关系，所以装配过程比较复杂，有时甚至没法装配。有个解决方法局势将立柱简化成铰点，这样还有个优点就是进行运动分析和运动学分析时时比较方便简化成转动副立柱与柱窝的装配关系如图所示。还有局势立柱以及各部件以及各种千斤顶的活塞和缸体最好装配成部件，然后调入到总装图当中，不要放在总装图中装配。如果在总装图总装配，装配过程将会很复杂。图立柱与柱窝的和装配关系图在中元件时，可以将多个所需的约束添加到元件上。即使从数学的角度来说，元件的位置已完全约束，还可能需要指定附加约束，确保装配件达到设计意图。如图所示为顶梁装配链接关系图，用到多个设置，以保证与各部件的定位关系正确。图顶梁的装配关系在装配插板和插板缸时有可能装不上，我们可以先进行“尾梁”“插板”和“插板缸”的装配。新建“组建”取消“缺省”确定选择，确定之后进入组装模块。点击，选取“尾梁”，进入装配界面，选择缺省。如图所示。图需要说明的是，三维建模工具仅仅完成了实体建模的制作，只有和有限元分析软件以及运动学仿真软件结合起应用，才能发挥其最大的价值。如果把三维建模工具仅仅当成项软件那样来绘制图形，则没有发挥到其正真的作用。应为三维建模的主要目标在于为虚拟产品提供数据。要形成个认识以三维建模设计软件为平台，集成有限元分析软件和运动仿真组成应用系统，才能真正的解决提高产品设计质量问题。随着计算机技术的发展和软硬件成本的下降，利用三维建模工具来进行支架设计将会使支架设计水平越来越完善。液压支架三维建模与装配的效果图如图所示。图液压支架三维模型第章液压支架的运动仿真.液压支架运动仿真的般过程液压支架的仿真流程如下图所示。图仿真流程图液压支架的运动仿真是成功建立力气装配模型的基础上，通过定义静止部件运动部件，并在各起始运动件上定义驱动电机选择连接轴和运动方向设定运动条件或参数等系列操作来实现的。由于液压支架运动部件均已立柱或油缸为驱动件，活塞杆在油缸中只作往复运动，所以，在建立液压支架的仿真模型时，以底座为静止部件，其他部件均为活动件。将驱动电机放在活塞上，以活塞轴线作为联接轴，然后根据各个活塞杆的行程和运动时间，在“轮廓”面板的“规范”栏中选择“位置”来规范活塞的运动，在“模”栏中选取“表”选项最后，利用“运动分析”命令定义运动仿真的起始长度和帧数等，即可播放完成的动画。在组装好装配图后，点选菜单栏中的“应用程序”下拉菜单中的“机构”，进入机构仿真模块。运动仿真的操作步骤如下插入伺服电机选菜单栏中的“插入”下拉菜单中的“伺服电动机”，弹出伺服电动机定义框，在“类型”中选择从动图元，如图所示。图在“轮廓”的“规范”中可以定义从动图元的位置速度加速度，在“模”中可以定义速度函数。在“图形”中可以选择“位置”“速度”“加速度”可以显示运动的效果图。在本次设计中由于电机为分段运动不能使用速度定义，只能选择位置定义，在定义的过程中电机的运动范围是受到限制的，电机的运动模不能超出液压缸的有效运动长度，所以电机的定义采用“表”中的“时间模”的定义方式。如图所示为立柱电机定义过程。图立柱分析时电机的定义定义分析单击机构分析按钮弹出“分析定义”对话框，在此对话框中可设置总运动的时间帧数帧频等运动参数以及电动机的运动顺序和运动时间。定义时间域的方式又三种长度和帧频输入运行的时间长度和帧频，系统计算总的帧数和运行长度。长度和帧数输入运行的时间长度和总帧数，系统计算运行的帧频。帧频和帧数输入总帧数和帧频，系统计算运行时间。由于本次设计时顺序动作，顺序为升柱掩护梁伸出尾梁伸出插板伸出推溜伸出掩护梁收回插板收回降柱收回推溜伸出后推杆收回尾梁收回后推杆。要实现电机的顺序动作是个非常复杂的过程。在定义电机的过程中，采用了“位置”定义电机方便了“分析定义”中的电机定义。其运动时间段如图所示。图电机运动时间段