基于ADAMS的螺旋钻采煤机工作机构的仿真研究 .pdfVIP

学兔兔 201 1年第9期 煤 炭 工 程 基于ADAMS的螺旋钻采煤机工作机构的 仿真研究 司 垒，韩正铜，裴博文，胡正伟 (中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116) 摘 要：运用UG建立了螺旋钻采煤机工作机构的三维模型，并将其导入到机械系统运动学 仿真软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechonica1)中，在ADAMS中建立工作机构的虚 拟样机，并对此样机模型进行运动仿真以及钻杆的受力分析。分析结果表明：工作机构各部件未 发生干涉，各构件运动平稳，且仿真结果与实际较为吻合，这为以后螺旋钻采煤机工作机构的设 计奠定了良好基础，同时为工作机构钻具的纠偏问题提供了参考。 关键词：ADAMS；螺旋钻采煤机；工作机构；虚拟样机；仿真 中图分类号：TD421．6 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2011)09-0117-03 螺旋钻采煤机无人工作面采煤法是极薄煤层开采中较 钻杆 通风筒 传动箱 钻头 为有效的方法，而且可以使一些用传统采煤工艺不能开采 的薄煤层、极薄煤层得到有效的开采和利用。该机组的主 机和工作机构是其核心部件，通过它们来实现薄煤层的开 采。采煤机的工作机构中钻头起割煤作用，钻杆的螺旋叶 片将割下的煤运出，输送到刮板输送机上，因此其结构和 性能的好坏直接影响到钻机采煤的效率。本文以某种型号 的螺旋钻采煤机为例，将CAD设计技术与实际设计结合起 来，并运用到工作机构的设计分析之中。首先利用三维设 计软件UG NX 6．0对其进行了三维建模，然后将其导人到 图1 螺旋钻采煤机工作机构模型 ADAMS中建立了虚拟样机，同时进行了运动学分析。 通过创建连杆、添加运动副、设置运动参数，进行运动 1 工作机构的建模 仿真。 根据二维图纸和相关数据，以三维设计软件UG为基 2．1 创建连杆和运动副 础，利用其强大功能，对工作机构的主要部件进行了建模。 进人运动仿真模块，新建仿真后，创建连杆。连杆 螺旋钻采煤机工作机构主要包括传动箱、螺旋钻杆、通风 (Link)是连杆机构中两端分别与主动构件和从动构件铰接 筒、稳定器、钻头以及其它一些附件。 以传递动力和力的杆件，是运动仿真的基础。此方案中， 由于工作机构中的钻杆和钻头的设计较为复杂，因此 共有9个连杆，包括4个钻头、2个钻杆、2个惰轮以及通 在三维设计时对其进行简化；建模完成后，利用接触对齐、 风筒与传动箱组成的连杆。为了组成能运动的机构，必须 中心、同心、距离和平行等装配约束对工作机构的各个零 把两个相邻构件(包括机架、原动件、从动件)以一定方式 部件进行装配，最后得到其三维模型如图1所示。 联接起来，这种联接必须是可动联接，而不能是无相对运 动的固接，这就需要建立运动副，两个部件被赋予了连杆 2 工作机构的虚拟样机 特性后，就可以用运动副联接。运动副是仿真运动的前提， UG运动仿真模块提供机构设计、分析、仿真和文档生 具体步骤如下：①选择当前运动副所需要的连杆，如果不 产功能，它能对二维或三维机构进行复杂的运动分析、静 是连杆就不能被选中；②指定运动副的原点、方位。设置 力分析。在完成模型的建模和装配后，进入运动仿真模