掘进装备推进机构载荷顺应性及其评价方法

摘要

掘进装备推进机构是掘进装备的重要子系统,需要承受来自作业环境的重载荷、大突变载荷,同时需要传递大推进力,并实现精准的运动和力传递功能。若其刚性不够将难以承受重载荷;若其柔性不足将难以顺应大突变载荷。为解决其在推进过程中刚柔冲突的一对矛盾,保证其快速、准确、可靠、安全掘进,定义掘进装备推进机构载荷顺应性,提出推进机构载荷顺应性设计问题。分别探讨推进机构载荷顺应中心的物理意义及其识别方法,运动耦合性、变形耦合性及弹性储能性的物理意义及其与机构位置精度、所受重载荷、大突变载荷之对应关系。提出涵盖以上三特性的推进机构载荷顺应性设计指标,为建立以顺应中心为设计约束,以载荷顺应最大为设计目标的推进机构载荷顺应性设计方法提供理论基础。通过推进机构载荷顺应性相关指标及其关节反力大小的相关性比较,验证载荷顺应性设计指标的科学性,表明以所提出的载荷顺应度为设计指标,可保证所设计出的推进机构既具备高刚性又具备大柔性,能化解掘进装备在推进过程中刚柔冲突的一对矛盾。