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WJD-20FB矿用铲板式支架搬运车具有节能、低噪音、机动灵活等优点,在井下工作面末端无大吨位机械化起重设备及运输工具的条件下,同类产品能够完成综采设备尤其是液压支架的安装及回撤工作。前车架作为铲板式支架搬运车重要的组成部件,不仅起到联结工作装置同后车体的作用,还承受来自该车各个工作装置所传递的各种复杂载荷的作用,车上大部分工作装置部件也都是以车架作为载体,因此在设计时对前车体进行强度分析显得尤为重要。 本文将以WJD-20FB矿用铲板式支架搬运车为研究对象,在全面分析整机结构基础上进行前车体设计和以动臂为代表的工作装置设计;根据设计结果进行三维建模,通过分析作业过程和方式对动臂进行运动学和动力学仿真;根据仿真分析结果对动臂进行静力学有限元分析,在满足设计需求的前提下对动臂进行轻量化处理;对整机进行出厂检验和工业性实验来检验设计的部件是否满足使用要求。 为了建立整机的虚拟样机模型,本文引入了参数化建模的概念,以参数化建模技术为基本技术手段,应用三维建模软件Pro/E建立虚拟样机模型。以动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS为平台,应用虚拟样机建立运动学和动力学分析模型,对关键零部件进行动力学仿真分析,以分析后得到的应力曲线作为有限元分析时的外载荷来源。通过ANSYS进行静力学分析找出前车体机械结构的零部件的薄弱部位,对其进行结构上的优化。 为了验证设计是否成功和仿真分析的正确性,对整机进行出厂检验和工业性实验。从本文的研究结果可看出,参数化建模技术为前车体结构件设计、动力特性仿真和优化设计等方面提供了很好的理论基础。同时,通过实际产品试验结果的验证了该设计方法的切实可行的。