煤矿井下液压单驱单轨吊设计研究

摘要

随着煤矿产业的发展，以单轨吊为代表的煤矿辅助运输机械应运而生。已有的单轨吊基本都是重型单轨吊，适用于20t以上重载物料或设备的运输，体积很大，无法在空间小的地方进行起吊运输。本文设计研究的液压单驱单轨吊，适用于5t以下的井下轻载运输，由于体积小，可以在空间小的地方实现起吊运输。
　　本文根据液压单驱单轨吊机车工作的特点和要求，对整体的液压系统和机构进行设计分析。首先根据工作原理确定了其液压系统和整体机械结构的设计方案，通过MATLAB程序得出该型单驱单轨吊机车在不同坡道下的承载能力、不同坡道下的速度与牵引力特性曲线并验证了机车的制动距离；然后分别对运输主回路、安全辅助回路进行了具体的设计和分析，对液压系统中的防爆电机、双联齿轮泵、液压马达、夹紧缸、制动缸、制动弹簧进行了选型设计；利用AMEsim软件对该型单轨吊机车行走回路和制动回路的液压系统进行模拟仿真，分析了不同载荷下负载与系统压差的关系和负载与行走速度的关系，得到了制动缸速度、位移及流量的特性曲线，分析所得曲线符合设计要求。利用FluidSIM软件对运输主回路仿真模拟，验证了液压系统设计的可行性；最后通过Solidworks软件完成了该型单轨吊机车的三维模型设计。使用Motion插件对驱动部制动过程进行了运动学分析，直观的显示出制动缸活塞杆、制动弹簧、闸片在制动过程中的运动过程；使用ANSYS/Workbench插件对该型单轨吊机车驱动部的机架进行结构分析，更加直观的显示驱动部机架的受力，保证了结构件能够满足设计的强度和刚度要求。
　　样机生产完成后，分别进行了厂内试验和井下工业试验，验证了机车在实际运行工作过程中机车能够完成预期的行走、夹紧、制动工作。根据设计要求对该型单轨吊机车液压系统和整体机械结构进行了设计研究，对产品之后的改进具有一定的参考价值。

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摘 要

ABSTRACT

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Contents

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 单轨吊发展历史与现状

1.3 本课题的研究意义

1.4 主要研究内容

2 机车系统及承载能力计算

2.1 机车工作原理介绍

2.2 确定液压系统方案

2.3 确定结构设计方案

2.4 机车承载能力计算

2.5 本章小结

3 液压系统设计

3.1 运输主回路设计

3.2 安全辅助回路设计

3.3 液压系统整体设计

3.4 本章小结

4 液压系统仿真分析

4.1 行走回路建模与仿真

4.2 运输主回路建模与仿真

4.3 制动回路建模与仿真

4.4 本章小结

5 结构设计与分析

5.1 机车整体结构设计

5.2 驱动部的运动学分析

5.3 驱动部机架有限元分析

5.4 本章小结

6 厂内试验与井下工业试验

6.1 厂内试验

6.2 井下工业试验

6.3 本章小结

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 工作展望

参考文献

致 谢

攻读硕士期间主要成果

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