EBZ260掘进机大倾角作业稳定性分析及部分结构改进

摘要

从经济性出发，规避人工改造巷道坡度和动用专门大坡度掘进机二者在解决大坡度巷道机掘问题中分别具有生产率不高和成本高、适应性差的缺点，本文对普通掘进机在大坡度上作业进行稳定性分析并对部分结构进行改善。
　　以某国产EBZ260型掘进机为研究对象，对其在25°倾角巷道上掘进稳定性进行分析，应用Matlab软件拟合曲线将分析过程可视化，找到对稳定性影响较大的两个重要设计参数:履带宽度B和后支撑腿的纵向接地中心位置b。对其作业工况下的动态静力学分析，研究两个参数与巷道倾角之间关系，建立数学模型，在Matlab中对模型进行可视化数值分析。研究发现，机器若在25°坡上工作，悬臂摆角小于等于14.95°时其动态稳定被打破，即动态附着力与下滑力处于临界平衡;而当摆角等于-24°时二者差值达到最大，即处于最不稳定状况。在曲线中找出将爬坡倾角提升到25°时能够使掘进机在1.5的安全系数下稳定工作的参数B与b的最优值:0.7342m和3.7370m，并提出与参数b调整相应的后支撑腿的布置方式。为提升EBZ260的爬坡倾角提供一定理论依据。对改进后的稳定性提升幅度加以验证，数据表明，改进后可以实现后倾稳定性、横摆稳定性以及下滑稳定性的提升。
　　改进履带机构，使其对坡度和恶劣工况的适应性更强。着重链节的结构探讨，在传统设计的八字形地筋基础上进一步进行优化。主要从履带对巷道底板附着力的提升和清泥地筋的角度作了详述，提出可能策略，然后将每种方案代入到整机装配中进行碰撞仿真，选出α=45°的地筋布置方案，并阐释其优点。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 掘进机的总体介绍

1．1．1 掘进机的种类

1．1．2 国外掘进机发展情况

1．1．3 我国掘进机发展情况

1．1．4 我国煤矿主力机型简介

1．1．5 悬臂式掘进机发晨的趋势

1．2 选题背景及意义

1．3 课题研究内容

1．4 本章小结

2 EBZ260掘进机的总体结构、技术参数及工作原理

2．1 EBZ260掘进机概述

2．2 主要结构和工作原理

2．2．1 总体结构

2．2．2 切割机构

2．2．3 装载机构

2．2．4 刮板输送机构

2．2．5 机架

2．2．6 行走机构

2．3 主要技术参数

2．4 本章小结

3 EBZ260掘进机大坡度作业的稳定性分析

3．1 瞬时合力矩法

3．2 上山稳定性数学模型

3．2．1 ‘‘lowering”模式下的稳定性分析

3．2．2 ‘‘overcutting’’模式下的稳定性分析

3．2．3 “lifting’’模式下的稳定性分析

3．2．4 ‘‘undercutting’’模式下的稳定性分析

3．3 下山稳定性

3．4 上、下山稳定性分析的队TLAB可视化

3．4．1 上山稳定性输出曲线

3．4．2 下山稳定性输出曲线

3．4 本章小结

4 履带宽度优化与后支腿布置方式改进

4．1 履带宽度与后支撑腿的揍地中心到机器重心水平距离对巷道坡度的影响

4．1．1 受力分析

4．2 履带及后支撑腿的附着力确定

4．3 模型的数值分析与优化方案

4．4 稳定性提升验证

4．4 本章小结

5 履带链节的结构改善

5．1 原链节的形式

5．2 改进方案的探讨

5．2．1 从提高附着力角度改进

5．2．2 牵引力的验证

5．2．3 从清岩泥角度改进

5．2．4 牵引力的验证

5．3 改进后链节的确定

5．3．1 改进后链节的啮合力

5．4 本章小结

6 结论

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集