0 引言

单轨吊为煤矿井下的一种辅助运输设备，由于设备悬吊于巷道顶板，故不受矿井底板条件的影响,且具有运输巷道布置方便、节省空间、运输效率高等优点，越来越多的受到煤矿设备厂家以及煤炭生产单位的重视[1]。本文对单轨吊设备总体结构以及支护平台机构(该机构属于多连杆机构)进行了分析研究，并对支护平台机构进行运动学、动力学仿真，校核设计是否满足使用工况,为油缸的设计选型提供技术参考。

1 单轨吊设备的总体结构及工作原理[2-4]

1.1 总体结构

单轨吊设备主要由操作控制系统、驱动行走系统、支护平台机构、刹车制动系统四部分组成，如图1所示。

  

1-支护平台； 2-小车； 3-驱动行走； 4-操作控制系统

 

图1 单轨吊设备总体结构图

1.2 工作原理

单轨吊设备是以隔爆型三相异步电动机带动液压马达驱动双联泵，使液压系统通过操作杆控制行走马达转动,推动吊挂小车沿轨道行走，使之设备沿轨道可水平、转弯、上下俯仰行进；到达施工工作面后，停止行走，此时制动部件自动锁死，开始支护平台工作。

2 单轨吊设备支护平台机构设计

2.1 支护平台机构工作原理

支护平台是由多组油缸组成的多连杆机构，如图2所示。该机构在工作中需完成以下动作：

1) 前后大臂连杆在升降油缸的驱动下实现操作平台的升降，要求升降行程不低于1.8 m。

  

1-下支撑升降油缸； 2-下支撑收放油缸； 3-操作平台；

 

4-防护顶棚； 5-前后升降下滑； 6-大臂升降油缸；

 

7-前箱体； 8-平台翻轨油缸

 

图2 支护平台机构图

2) 操作平台在翻转油缸的驱动下实现上下翻转，且要求翻转角度不低于±18°。

2.2.2 运动学仿真

支护平台机构属于多连杆机构，利用ADAMS软件建立机构的三维模型，并对其进行运动学、动力学分析，从而研究操作平台的行程、运动轨迹，确定各油缸的行程、压力。

3) 操作平台升到工作高度时，驱动下支撑收放油缸打开下支撑架，且支撑架伸缩油缸开始工作实现下支撑架可靠撑地。

2.2 支护平台机构设计

扁平足患儿走路姿势不稳，容易疲劳，甚至对走路心生厌恶，宝宝如果有这些情况出现，妈妈就要提高警惕了，翻起宝宝的小脚丫看看，如果不确定是否为扁平足，最好去医院向专家咨询。

2.2.1 支护平台模型建立

2.2.3 动力学仿真

(a)

(b)

图3 支护平台机构参数化模型图(不同工作位置)

自2013年中央提倡、鼓励家庭农场发民展以来，家庭农场在我国各省区迅猛发展，为我国现代农业注入了新的动力，经近5年的发展，主要存在以下的发展困境与难题。

运动学仿真是模拟支护平台机构的一个运动周期,即操作平台从最低位置抬升重物到工作高度后，上下翻转平台，平台复位至水平状态，继续抬升至最大高度，最后平台下降，回到最低位置。为实现机构运动学仿真，各零件之间需添加如下运动副：前后大臂与操作平台、前后大臂与前箱体均采用旋转副，液压缸缸筒与活塞杆采用平移副、液压缸与其他零件联接均采用旋转副；大臂升降油缸、平台翻转油缸均采用STEP函数建立驱动方程，方程如下：

step(time,12,0,17,step(time,17,530,39,step(time,39,530,44,step(time,44,630,54,0))))、

step(time,18,0,25,step(time,25,170,33,step(time,33,-150,38,0)))。

新旧人员的安置问题闹得不可开交、冲突亦有愈演愈烈之势。4月底，临时大总统袁世凯开始寻求平衡以解决矛盾，遂以手函交国务院，“略谓嗣后国务既由总理及各部总长担负责任，本总统似未便干预，惟当此国基甫定之际，危急存之，关系重要，新员固多才能，旧员亦非不可用，务请详细酌核，勿存成见，是为至要云”。袁世凯专门为旧员任用问题致函国务院，既表明袁世凯对前清旧员的重视和不舍，也无疑是对内阁用人权不同程度的干预。但从实际效果看，这种干预并未达到应有效果，用人上的南北、新旧问题仍持续发酵。

运行运动学仿真，建立相关测量函数，校核平台相关运动学参数指标是否满足设计要求。

1) 平台升降行程。测量操作平台重心Z向坐标随时间的变化曲线，如图4所示。由图4可知，重心Z向坐标从最低位置-2 695上升到最高位置-593后复位，平台行程2.1 m，满足设计要求。

  

图4 平台重心Z坐标随时间变化曲线图

机构动力学仿真是要求操作平台加载重物(质量4 t)，从最低位置升至工作位置后，支撑收放油缸打开下支撑架，且支撑伸缩油缸开始工作实现下支撑架可靠撑地，后收油缸收支撑架，平台下降至最低位置。实现机构的动力学仿真,需添加以下受力:操作平台上添加重物，支撑油缸撑地时添加油缸与地面的接触力,然后进行运行动力学仿真，测量各油缸受力及计算油缸所需最大压力。

  

图5 平台翻转角度随时间变化曲线图

采用参数化建模方式(方便模型参数的修改，可通过修改参数点位置直接完成模型修改)，首先建立机构参数点POINT，在POINT点上建立各个实体构件，从而完成整体模型，支护平台机构模型,如图3所示。

2) 平台翻转角度。建立翻转角测量函数：ATAN(DY(MARKER_59,MARKER_58)/DX(MARKER_59,MARKER_58))*180/3.14，测量平台上下翻转角度随时间的变化曲线，如图5所示。由图5可知，操作平台向上最大翻转角为19.9°、向下最大翻转角22.5°，满足平台翻转要求。

各组建村两委班子必须要有公心，对合作社和社员要有高度负责的态度，切勿产生“重组建、轻经营”的现象。在经营管理上，在做好竹材一产的同时，充分发挥竹林规模集约优势，节本生效、开源节流，以拓宽合作社经营渠道，增强合作社自我造血能力。

1) 升降大臂油缸受力曲线。由图6可知，当操作平台升至最高位置时，升降油缸受力最大达到180 000 N，对应油缸最大压力为16 MPa(油缸内径120 mm)。

  

图6 升降大臂油缸受力随时间变化曲线图

2) 下支撑油缸受力曲线。由图7可知，下支撑油缸撑地时油缸受力最大达到55 600 N，对应油缸最大压力11 MPa(油缸内径80 mm。图8为油缸撑地时局部放大图，由图8可知,接触力经过多次振荡后收敛于固定值，主要是接触采用了IMPACT模型[5]，在阻尼力的作用下接触力振荡收敛。

  

图7 下支撑油缸受力随时间变化曲线图

  

图8 下支撑油缸受力局部放大图

3 结论

通过对单轨吊支护平台机构进行运动学、动力学仿真，计算得出平台行程2.1 m、平台向上最大翻转角为19.9°、平台向下最大翻转角22.5°，均满足设计要求。通过油缸的受力曲线，可知油缸的最大受力及所需最大工作压力，为油缸的设计选型提供理论依据。

根据不同的统计分析结果能够得到不同的分析结论，这对于改进软件测评过程、提高软件测评技术能力具有非常重要的意义。

最后一步是节能项目的总结，包括在项目整体实施中遇到的问题、获得的经验体会、节能效果汇总，以及下一步可挖掘的节能点。可以看到，医院节能项目从立项到总结，形成了闭环。

参考文献：

[1] 高峰，肖林系，关中伟，等.单轨吊运输系统在大屯矿区的应用，煤矿机械，2011，32(5)：204-205.

[2] 褚言军.煤矿井下单轨吊制动系统的设计与性能研究[D].青岛：山东科技大学，2011.

[3] 霍家林.由马达驱动型单轨吊牵引系统设计与研究[D].淮南：安徽理工大学，2012.

[4] 杜卫刚，袁秀坤.我国煤矿无轨运输设备的发展[J].煤矿机械，2012，33(6)：9-10.

[5] 陈立平.机械系统动力学分析及ADAMS软件应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005.

作者简介：李柳(1982—)，女，助理研究员。2007年毕业于中国矿业大学(硕士学位)，现从事带式输送机及元部件的开发设计工作。