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通过对四连杆型液压支架的深入研究,揭示了四连杆机构受力与顶梁前端运动轨迹之间的关系,采用以前连杆受力为目标函数,改固定函数约束运动轨迹为约束其范围,用运动速度约束运动方向,建立了四连杆机构优化数学模型。利用VC++语言进行优化程序设计,通过实例对比证明,此优化不仅使顶梁运动轨迹满足了液压支架支护要求,而且四连杆机构受力明显减小,可降低支架重量,节约支架成本。
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煤 矿
机 械
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1"2. 3404
第
50
卷
第
00
期
3404
年
00
月
0
前
言
目前
,
国内外学者对液压支架四连杆机构的优
化进行了大量的研究与探讨
,
大部分学者是以顶梁
前端的运动轨迹为优化目标函数
,
使顶梁前端运动
轨迹或为近似垂线
、
或为斜线
、
或为幂函数
,
控制了
轨迹水平变化量
;
而有些研究仅揭示了顶梁前端的
运动方向对支架支护效果的影响
,
没有将顶梁前端
点轨迹和四连杆机构受力综合考虑
。
本文以支架顶
梁前端点最大水平变化量和合理的水平运动方向
为约束
,
以使连杆受力达到最小为目标
,
对液压支
架四连杆机构进行了优化
,
收到了预期效果
。
1
四
连杆优化数学模型
图
0
为
四柱液压支架受力与运动分析简图
。
(
0
)
设
计变量
在对液压支架力学性能与四连杆机构结构尺
寸以及相互关系分析基础上
,
选取直接影响液压支
架结构尺寸与运动特性的
6
个
变量作为优化设计
的设计变量
,
即
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图
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液压支架受力与运动分析简图
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顶梁所受摩擦力
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立
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连
杆
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度
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前
连
杆长度
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前
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后
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铰点与前连杆下铰点的水平距离
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护梁长度
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掩护梁上铰点与
前连杆上铰点的距离
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A
:
掩护梁上铰点至顶梁顶端距离
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B
:
后
连杆下
铰点至底座底端的距离
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3
:
前
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、
掩护梁上铰点坐标
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、
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Q:
掩
护梁
、
前连杆与后连杆水平倾角
(
3
)
目
标函数
液压支架四连杆机构由底座
、
掩护梁与连杆组
成
,
它们的重量取决于各构件的受力大小
,
并直接
基于
-
CDD
液压支架四连杆机构的优化设计与分析
李
秋生
0
,
王
勇
0
,
教
光印
3
,
姚
贵英
0
(
0.
河
北工程大学 机电学院
,
河北 邯郸
4?6
45A
;
3.
邯郸矿业集团
通方机械制造有限公司
,
河北 邯郸
4?645A
)
摘
要
:
通过对四连杆型液压支架的深入研究
,
揭示了四连杆机构受力与顶梁前端运动轨迹
之间的关系
,
采用以前连杆受力为目标函数
,
改固定函数约束运动轨迹为约束其范围
,
用运动速度
约束运动方向
,
建立了四连杆机构优化数学模型
。
利用
-
!DD
语
言进行优化程序设计
,
通过实例对
比证明
,
此优化不仅使顶梁运动轨迹满足了液压支架支护要求
,
而且四连杆机构受力明显减小
,
可
降低支架重量
,
节约支架成本
。
关键词
:
液压支架
;
四连杆机构
;
优化设计
;
运动轨迹
中图分类号
:
E
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文
献标志码
:
’
文
章编号
:
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35
DOI:10.13436/j.mkjx.2010.11.038
中国煤炭期刊网
www.chinacaj.net
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