自移列车行走机构的设计分析*
0 引言
迈步自移列车是高效快速掘进后配套中保障运输的关键设备,主要起到兼顾运料和承载的作用。该列车整体长100 m以上,上部作为带式输送机、物料车的行走轨道,中间通过输送带运煤,整体质量大,行走较困难。其行走方式有两种:一种是采用轮胎支撑行走[1],但在底板松软起伏的工况下难以适应;另一种是采用滑靴[2],主要是通过外力拖拽来实现滑移前进,这种方法适应性强,但也只能适应短距离的运输。因此,迫切需要开发设计一种既能降低行走阻力,加快行走速度,又能降低劳动强度的新型行走机构。
为了适应这种长距离、大阻力的运输需要,通过分析研究,设计了一种自动铺轨的行走机构。该机构由1人遥控操作,不但降低设备在移动过程中的阻力,实现迈步自移列车在恶劣工况下的快速自移,还能降低劳动强度,节省辅助工作时间,达到减人增效的目的。
(2)安全监督体系建设:为了确保整个施工项目的顺利开展,本工程构建了全方位的安全监督体系,对整个施工的任何环节,进行全面的、立体的监督管理避免安全事故的发生。
1 自移列车行走机构的组成及优点
1.1 机构组成
行走机构由提升臂、滚轮、滑轨、提升臂油缸和夹持销轴组成,是一种支撑架的行走机构,如图1所示。每组支撑架左右对称布置1对提升臂,通过销轴连接于支撑架上,提升臂油缸的一端通过销轴固定在支撑架上,另一端通过销轴连接于提升臂上,相邻的滑轨通过耳板和销轴相连接。油缸的伸缩可带动提升臂实现支撑架和滑轨交替的升降,又通过提升销将滑轨控制在钢轮与提升销间,保证了滚动钢轮与支撑滑轨相互作用时不偏离工作位置。支撑列车由多个支撑架连接而成,多个支撑架首尾相连通过销轴铰接组成列车,支撑架底部滑轨首尾相连组成整个列车移动轨道。列车和滑轨铰接相连,使得设备在行走过程中适应一定的巷道起伏。
1-支撑架;2-举升油缸;3-油缸销轴;4-钢轮;5-滑轨
6-提升臂
图1 行走机构组成原理图
1.2 主要优点
1) 钢轮与滑轨间利用滚动摩擦,可有效降低行走阻力。
式中:Ng为刚性架举升油缸的最大举升力;L1为刚性架举升油缸对回转点O的力臂;L2为支撑轮对回转点O的力臂。
对仿真模型施加约束[4],提升臂中部销孔处施加圆柱约束,放松其轴向转动;在提升臂中下部钢轮安装孔处施加位移约束,放松其在导轨方向上的平移运动;在上部油缸安装孔处施加的油缸力Ng,方向为举件油缸杆向上。由此,得到了提升臂的应力云图4和位移云图5,由图可知,提升臂受力的最大处为油缸连接耳根部,最大应力为196.25 MPa,最大变形为0.224 mm,满足了使用的要求。
2 行走机构原理
设备在移动过程中,支撑架和其上的设备及物料均由提升臂支撑,其受力较大,若提升臂可靠性不高,则对整个设备的工作造成很大的影响,故对其进行了仿真分析[3]。
3 关键部件的仿真分析
由图1可知,列车前进,支撑架举升油缸伸出,提升臂将列车滑轨放置在底板上,滚轮支撑在轨道上,列车被支撑离开底板,外部油缸伸出,同时带动整个列车向前行走。行走过程中,提升臂滚动钢轮与支撑滑轨相对滚动,减少了摩擦阻力。列车滑轨前进时,提升臂油缸收缩,提升臂通过夹持销轴与滚轮的夹持作用将滑轨收起到设计高度,支撑架与底板接触,形成了支撑。此时外部油缸收缩,便带动了列车滑轨前移,如此往复便实现整个设备的自移动。
由此,刚性架举升油缸的最大举升力为:
图2 行走机构结构原理图
图3 提升臂受力分析图
以单节支撑架为例进行分析,单节支撑架及其上的重物质量为Gg,则单个提升臂支撑力Tg的一半为Gg/2,
②心理干预:语言开导法,将患者所患的疾病向其作详细介绍,通过语言交谈,评估患者的心理情绪,并给予语言上的安慰、鼓励以及劝导等,纠正其错误的观念和思想,增强治疗信心。暗示法,根据患者的具体心理情绪,给予针对性的疏导和调适。可借助间接、含蓄法使得患者下意识接受治疗意见。劝导养生法,可采用传统中医养生法,例如宁神静志法、移情易性法以及情趣易性法等鼓励患者进行人际交往,多参加体育锻炼和机体活动。每天治疗20min,每周至少1次,共治疗4周。
∑Mo=Ng·L1-Tg·L2=0
2) 滑轨通过提升臂的自身旋转,完成了轨道铺设,其自动化程度高,既降低了劳动强度,又对底板的适应性强。
对回转点O取力矩平衡可得:
考虑到提升臂上的支撑轮处支撑力未知,建立提升臂和支撑架的装配模型,如图2所示。当提升臂将支撑架及其附属质量全托起时,工况恶劣,此时提升臂和竖直方向之间的夹角为11.5°。为此,对该工况进行分析计算,如图3所示。
就老干部工作而言,我反复研读中组部老干部局局长许宏彬的讲话,其核心要义在于“精准服务”。正如习近平总书记反复强调的那样,做工作“贵在精准,重在精准,成败之举在于精准”。这是认真做好老干部工作的“魂”。
老道忙向王祥打眼色,王祥会意,从一旁拿出一张居家旅行必备的折凳放在胖子身侧。胖子也不推辞,随意地坐了下来。王祥和老道也松了口气,要是看看就走了的客人,他们又得多费些口舌,看来旗开得胜,把胖子给留住了。
1.5.3 分类 现有的分类方法有Mahalanobis距离法[20]、最小距离法、最大似然法等[8],而最大似然法是比较常用并且比较成熟的一种分类方法,使用最大似然法在ERDAS中进行监督分类,技术路线见图1。
图4 提升臂受力云图
图5 提升臂位移云图
4 结论
设计了一种适应长距离大载重的自移列车行走机构,既能够自行铺轨,又通过滚动摩擦降低其行走阻力,实现了自移列车的快速自移动。利用Ansys软件对其关键部件提升臂进行了仿真分析,其最大应力为196.25 MPa,最大变形为0.224 mm,均满足设计要求,且可靠性较高。现该设备已在神东公司多个矿井使用,用户反应使用效果良好。
参考文献:
[1] 李智伟. 基于ANSYS的矿用车辆十字轴有限元分析[J]. 煤矿机电,2016(4):108-110.
[2] 郭光辉,朱阳阳,庹文敏,等. 基于ANSYS Workbench的掘进机用ZLJ-15机载临时支护装置的分析设计[J]. 煤矿机械,2016,37(9):90-92.
[3] 朱世德,石宁,潘江如. 迈步式设备列车自移装置的设计及应用[J].科技资讯, 2011(22):31-32.
[4] 焦潞平. 滑靴式自移设备列车在煤矿综采工作面的应用[J]. 科技创业家,2013(12):80,82.
作者简介:马强(1988—),男,助理工程师。2014年毕业于辽宁工程技术大学(硕士学位),现主要从事煤矿机械的设计工作。
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