单轨吊作业平台锚杆钻机分度系统研究.pdf
中图分类号 卫兰三.论文编号 学科分类号 垒鲤2 Q 密级 公珏 安徽理工大学 硕士学位论文 单轨吊作业平台锚杆钻机分度系统研究 作者姓名盆垡超 专业名称担越王程 研究方向 蟹能砬出撞本皇装备 导师姓名韭童搓教授 导师单位塞徽堡王太堂 答辩委员会主席曾亿出 论文答辩日期2 0 1 6 年0 6 月0 4 日 安徽理工大学研究生院 2 0 1 6 年0 6 月1 5 日 万方数据 AD i s s e r t a t i 。ni nI n t e l l i g e n tM i n e T e c h n o l o g ya n dE q u i p m e n t M o n o r a i lC r a n eP l a t f o r mR e s e a r c h o nI n d e x i n gS y s t e m o f A n c h o rD r i l l C a n d i d a t e X uH u a c h a o S u p e r v i s o r P r o f .Z h a n gL i x i a n g M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n gS c h o o l A n H u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y N o 1 6 8 ,S h u n g e n gR o a d ,H u a i n a n ,2 3 2 0 01 ,P .R .C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地 方以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包 含为获得塞邀堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名 日期五“月4 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽理至太堂有保留、使用学位 论文的规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权 单位属于塞徵理王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 签字日期名年多月,7 日 签字日期砂,库钥夕f 嬲坪 名 、吻 签 ’r 尺 者列雠彬 、又 名 论 签 位 师 学 导 万方数据 摘要 摘要 传统的锚杆支护设备难以满足煤矿高效采煤的需求,且我国煤矿巷道锚杆支 护所用的很多国内外设备都不能很好的满足我国煤矿巷道支护的要求。安徽理工 大学与淮北众泰责任有限公司合作研发的掘进巷道快速支护设备,其能够有效的 缓和煤矿采掘普遍存在的采掘失调矛盾,大大缩短了巷道掘进与支护的循环作业 时间,提高了巷道采煤速度,但是其功能单一,只能实现棚梁支护,后期虽然在 工作平台上设置了机载锚杆钻机,但是在锚杆施工时不具备自动分度以及钻孔功 能,仍然依靠工人手工定位实现钻孔作业,这样工作效率低、安全隐患大同时锚 眼位置误差大。针对这一状况,论文开展了对单轨吊工作平台锚杆钻机分度系统 研究。 1 完成机载锚杆钻机自动分度系统的建模与开发以及分度系统的模块化搭 建,为后续的系统搭建提供了理论设计依据。 2 完成了液压马达回转驱动组件的结构设计与选型,同时完成了液压缸分度 机构的结构设计与各零部件的计算选型,同时对重要部件进行了静强度与模态分 析,确定结构设计满足设计要求。 3 利用A D A M S 软件对机载锚杆钻机的两种分度机构进行运动学与动力学仿 真,分析得出了方案一、方案二在锚杆施工过程中的扭矩以及载荷变化,得出了 方案一在启动时对液压马达及其零件的冲击非常大,影响其寿命,且方案二在锚 杆钻机启动时以及启动后均不会出现较大的冲击载荷,更加能够满足具有恶劣条 件的煤矿上的需求,对比之后确定了液压缸分度机构为更优的方案。 阿7 0 】表【1l 】参[ 5 7 】 关键词锚杆支护;工作平台;锚杆钻机;结构设计;运动学分析;动力学分析 分类号T D 3 5 3 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 A b s t r a c t T r a d i t i o n a lb o l t i n ge q u i p m e n tc a n n o tm e e tt h ed e m a n do ft h ec o a lm i n eh i g h y i e l da n de f f i c i e n tm i n ed e v e l o p m e n t ,a n db o l t i n ge q u i p m e n ta r en o tv e r yg o o da t h o m ea n da b r o a dt om e e tt h er e q u i r e m e n t so ft h ec o a lm i n er o a d w a ys u p p o r ti nC h i n a . H u a i b e io fa n h u iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya n dt h er o a d w a yd r i v a g e z h o n g t a ic o o p e r a t i v er e s e a r c h a n dd e v e l o p m e n to fal i m i t e d l i a b i l i t yc o m p a n y s u p p o r t i n gd e v i c eg r e a t l yr e d u c e st h er a p i dd r i v a g ei ns u p p o r t i n gt h ec y c l eo fo p e r a t i o n t i m e ,s p e e du pt h ed r i v a g ee f f i c i e n c y ,S Oa st oe a s er o a d w a ym i n i n gc o m m o nm i n i n g d i s t u r b a n c ec o n t r a d i c t i o n s ,b u tt h es i n g l ef u n c t i o n ,C a no n l ya c h i e v es h e db e a ms u p p o r t , a l t h o u g hl a t e ro nt h er o l eo fp l a t f o r ms e tu pa i r b o r n ej u m b o l t e r , b u td o e sn o th a v e w h e nc o n s t r u c t i n ga u t o m a t i ci n d e x i n gf u n c t i o n ,t h e r e f o r ew i t hg r e a te r r o rb e t w e e nb o l t h o l e ,t h ea n c h o r i n gf o r c ei sl o w , S Ot h es t r e s so ft h er o a d w a ya tt h et o po ft h ec a n n o t a c h i e v et h eb e s tp e r f o r m a n c e ,d i r e c t l ya f f e c tt h es a f e t yp e r f o r m a n c eo ft h er o a d w a y .I n o r d e rt or e m e d yt h es i t u a t i o n ,t h i sp a p e rh a sc a r r i e do u tt h em o n o r a i lc r a n eo p e r a t i o n p l a t f o r mj u m b o l t e ri n d e x i n gs y s t e mr e s e a r c h . F i r s t l y , C o m p l e t ea k b o r n ej u m b o l t e rm o d e l i n ga n dd e v e l o p m e n to fa u t o m a t i c i n d e x i n gs y s t e ma n di n d e xs y s t e mo fm o d u l a rs t r u c t u r e s ,d e s i g n sf o rt h es u b s e q u e n t s y s t e ms t r u c t u r e s ,w h i c hp r o v i d e st h e o r e t i c a lb a s i s . S e c o n d l y , C o m p l e t e dt h es t r u c t u r a ld e s i g na n ds e l e c t i o no fh y d r a u l i cc y l i n d e r s w i r ld r i v ec o m p o n e n t ,a tt h es a m et i m ec o m p l e t e dd i v i d i n gm e c h a n i s mo fh y d r a u l i c c y l i n d e rs t r u c t u r ed e s i g na n dc a l c u l a t i o no fp a n so fs e l e c t i o n , a sw e l l a st h ek e y c o m p o n e n t sf o rt h es t a t i cs t r e n g t ha n dm o d a la n a l y s i s ,d e t e r m i n e dt h es t r u c t u r ed e s i g n m e e tt h ed e s i g nr e q u i r e m e n t s . F i n a l l y , U s i n gA D A M S s o f t w a r ef o ra i r b o r n ej u m b o l t e rt w od i v i d i n gm e c h a n i s m k i n e m a t i c sa n dd y n a m i c ss i m u l a t i o n ,a n a l y z e dt h ep l a no n eo rt w oi nt h ep r o c e s so f c o n s t r u c t i n gt h et o r q u ea n dl o a dc h a n g e s ,t h es o l u t i o ni s o b t a i n e da ts t a r tu po ft h e i m p a c to ft h eh y d r a u l i cm o t o ra n di t ss p a r ep a r t si sv e r yb i g ,c a u s el i f ei ss h o r t ,a n dt h e s e c o n ds c h e m ei nj u m b o l t e ra f t e rs t a r tu pa n ds t a r tu pw o n ’ta p p e a rb i g g e ri m p a c tl o a d , m o r ea b l et om e e tw i t ht h ed e m a n do nc o n d i t i o n so fc o a lm i n e ,a f t e rc o m p a r i s o nt o d e t e r m i n et h eh y d r a u l i cc y l i n d e rd i v i d i n gm e c h a n i s mo fb e t t e rs o l u t i o n s . 万方数据 F i g u r e [ 7 0 】t a b l e [ 11 】r e f e r e n c e [ 5 7 】 K e yW o r d s b o l ts u p p o r t ;o p e r a t i n gp l a t f o r m ;r o o f b o l t e r ;s t r u c t u r a ld e s i g n ;k i n e m a t i c s a n a l y s i s ;d y n a m i ca n a l y s i s C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D 3 5 3 I I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 I V 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I 目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.V C o n t e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯I X 插图或附表清单⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯X I I I 1 绪{ 念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1 1 .1 课题研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 .1 .1 传统巷道锚杆施工技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 .1 .2 传统锚杆作业的缺点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.3 1 .2 国内外锚杆支护设备研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 .2 .1 单体式锚杆钻机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 .2 .2 台车式锚杆钻机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.5 1 .2 .3 掘锚一体机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 .2 .4 单轨吊式锚杆钻机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.7 1 .3 课题提出、关键技术及研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 1 .3 .1 课题提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7 1 .3 .2 关键技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.9 1 .3 .3 研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 1 .4 论文研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一10 1 .5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 2 锚杆钻机自动分度系统研充⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯~1 3 2 .1 机载锚杆钻机自动分度系统的建模与开发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 .1 .1 分度系统的建模原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 .1 .2 分度系统的数学处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 .1 .3 分度系统的数学建模与开发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 4 2 .2 分度系统的模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.18 2 .2 .1 分度系统的总体设计要求与构成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 8 2 .2 .2 分度系统的总体构成与搭建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 9 V 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 .2 .3 分度系统的硬件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 .3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 5 3 锚杆钻机分度机构方案一的结构设计与选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 7 3 .1 单轨吊锚杆支护工作平台介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2 7 3 .1 .1 锚杆支护工作平台的主要结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 7 3 .1 .2 锚杆钻机分度机构中锚杆钻机的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2 8 3 .2 回转驱动组件的结构选型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.3 0 3 .2 .1 回转驱动组件的结构介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.3 0 3 .2 .2 回转驱动组件的计算与选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 1 3 .3 分度机构方案一的结构建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.3 7 3 .3 .1回转驱动组件结构建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯。3 8 3 .3 .2 分度机构方案一的结构装配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 8 3 .4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 1 4 锚杆钻机分度机构方案二的结构设计与选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 .1 分度机构方案二中液压缸的选型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 .1 .1 分度机构方案二中液压缸的类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 3 4 .1 .2 液压缸的选型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 .2 分度机构方案二的结构建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.4 7 4 .2 .1 液压缸分度机构的建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 4 .2 .2 分度机构方案二的结构装配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 .3 方案二中关键部件静力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.5 1 4 .3 .1 转动件强度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51 4 .3 .2 转动件模态分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 4 .4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 5 5 单轨吊锚杆分度机构的虚拟样机与仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 5 .1 机载锚杆钻机分度机构理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 5 .2 基于A D A M S 锚杆钻机分度机构两种方案运动学仿真⋯⋯⋯⋯⋯一5 8 5 .2 .1 锚杆钻机分度机构模型的简化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 8 5 .2 .2 液压缸分度机构变角过程的运动学仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.5 8 V T 万方数据 目录 5 .2 .3 方案一锚杆施工过程的动力学仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..6 l 5 .2 .4 方案二锚杆施工过程的动力学仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.6 6 5 .3 方案一与方案二对比分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.71 5 .4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..7 2 6 总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 6 .1 总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 6 .2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 3 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 5 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 9 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.8 1 ⅥI 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 V I l l 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s A b s t r a c t ....⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯..⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯⋯.⋯.⋯.⋯..I I C o n t e n t s .⋯⋯.⋯⋯.⋯.⋯⋯..⋯.......⋯..⋯..⋯⋯.⋯⋯.⋯⋯.⋯.⋯⋯⋯.⋯.⋯.⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯.⋯....I X I l l u s t r a t i o no rs c h e d u l el i s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.X I I I 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 .1B a c k g r o u n dr e s e a r c h ........................................................................................】【 1 .1 .1B o l tC o n s t r u c t i o nT e c h n o l o g yO v e r v i e w ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 .1 .2B o l t i n gt r a d i t i o n a ld e s i g np r i n c i p l e s ⋯.⋯⋯.⋯.⋯.⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯.⋯...3 】【.2R e s e a r c hs t a t u sb o l t i n ge q u i p m e n t ..........................................⋯......................4 1 .2 .1S i n g l eh e a dr o o fb o l t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 .2 .2C a r - r o o f b o l t e r ⋯⋯⋯.⋯.⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯.⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯.⋯⋯.5 1 .2 .3E x c a v a t i o na n db o l tm a c h i n e .⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯.⋯..⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯6 1 .2 .4M o n o b l o cr o o f b o l t e r ......................................................⋯......................7 1 .3R e s e a r c ht a s kp r e s e n t i n g ,k e yt e c h n o l o g ya n dr e s e a r c hs i g n i f i c a n c e ⋯⋯⋯7 1 .3 .1R e s e a r c ht a s kp r e s e n t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 .3 .2K e y t e c h n o l o g y ...............................................................⋯.....................9 1 .;.3R e s e a r c hs i g n i f i c a n c e .⋯⋯.⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯⋯.⋯.⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.1 0 1 .4T h e s i sr e s e a r c ha n dt e c h n o l o g yr o a d m a p ...............................⋯....................10 1 .5S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1l 2R o o f b o l t e rp n e u m a t i ci n d e x i n gS y s t e m .......................................⋯..⋯....................13 2 .1M o d e l i n ga n dd e v e l o p m e n to fa i r b o r n eR o o f b o l t e rp n e u m a t i ci n d e x i n g s y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.13 2 .1 .1M o d e l i n gp r i n c i p l ei n d e x i n gs y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一13 2 .1 .2M a t h e m a t i c a lt r e a t m e n ti n d e x i n gs y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一14 2 .1 .3M a t h e m a t i c a lm o d e l i n ga n dd e v e l o p m e n to ft h ei n d e x i n gs y s t e m14 2 .2M o d u l ed e s i g ni n d e x i n gs y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..18 2 .2 .1 T h eo v e r a l ld e s i g no ft h ei n d e x i n g s y s t e mr e q u i r e m e n t sa n d c o n s t i t u t e ................................................................................................................................1j i I I X 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 .2 .2 0 v e r a l lc o n s t i t u t ei n d e x i n gs y s t e m sa n ds t r u c t u r e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..19 2 .2 .3H a r d w a r eD e s i g ni n d e x i n gs y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2 3 2 .3c h a p t e rs u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 5 3R o o f b o l t e ri n d e x i n gm e c h a n i s md e s i g na n ds e l e c t i o no fap r o g r a m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 .1M o n o r a i lb o l t i n gw o r kp l a t f o r mp r e s e n t a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2 7 3 .1 .1 T h em a i ns t r u c t u r a lb o l t i n gw o r k p l a t f o r m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2 7 3 .1 .2R o o f b o l t e ri n d e x i n gm e c h a n i s mR o o f b o l t e rs e l e c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 8 3 .2S e l e c t i o no fs t r u c t u r a ld e s i g no f t h er o t a r yd r i v ea s s e m b l y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 .2 .1S t r u c t u r eT h i ss e c t i o nd e s c r i b e st h er o t a t i o no ft h ed r i v ea s s e m b l y 3 0 3 .2 .2R o t a r yc a l c u l a t i o n sa n ds e l e c t i o no f t h ed r i v ea s s e m b l y ⋯⋯⋯⋯⋯..3 1 3 .3S t r u c t u r a lM o d e l i n gO p t i o nO n ei n d e x i n gm e c h a n i s m .⋯.⋯.⋯.⋯⋯.⋯⋯.⋯.3 7 3 .3 .1 R o t a r yd r i v ea s s e m b l y m o d e l i n ga g e n c i e s ⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.3 8 3 .3 .2 A ni n d e x i n gm e c h a n i s ma s s e m b l yo f p r o g r a m ⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯..⋯.3 8 3 .4S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 1 4R o o t b o k e ri n d e x i n gm e c h a n i s mp r o g r a mt w os t r u c t u r a ld e s i g na n ds e l e c t i o n ....4 3 4 .1R o o t b o l t e ri n d e x i n gm e c h a n i s mi nt h es e l e c t i o na n dd e s i g no fh y d r a u l i c c y l i n d e r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.4 3 4 .1 .1T y p ei n d e x i n gm e c h a n i s mh y d r a u l i cc y l i n d e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.4 3 4 .1 .2 F l o wc h a r a c t e r i s t i c so fd i g i t a lh y d r a u l i cc y l i n d e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 3 4 .2S t r u c t u r a lm o d e l i n gp r o g r a mt w oi n d e x i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 9 4 .2 .1 M o d e l i n gt h eh y d r a u l i cc y l i n d e ri n d e x i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 9 4 .2 .2A s s e m b l yp r o g r a mt w oi n d e x i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯51 4 .3O p t i o nT w ok e yc o m p o n e n t sS t a t i cA n a l y s i s .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 4 .3 .1S t r e n g t hA n a l y s i sr o t a r yc o n n e c t o r ⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 3 4 .3 .2 R o t a t i n gc o n n e c t o rM o d a lA n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 4 .4S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 5V i r t u a lP r o t o t y p eS i m u l a t i o nA n a l y s i sm o n o r a i lB o l ti n d e x i n gm e c h a n i s m ........5 9 5 .1T h e o r e t i c a la n a l y s i so f a i r b o r n eR o o f o o l t e ri n d e x i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯.5 9 5 .2S o l v i n gM o d e lC h e c k i n ga n dk i n e t i ce q u a t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 0 Y 万方数据 5 .2 .1 A D A M Ss y s t e md y n a m i c se q u a t i o n sm e t h o d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 5 .2 .2 E q u a t i o nS o l v e rp r o g r a m o nA D A M S ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“5 8 5 .2 1 3 K i n e m a t i c ss i m u l a t i o no fh y d r a u l i cc y l i n d e ri n d e x i n gm e c h a n i s m d i s p l a c e m e n ta n 9 1 ep r o c e s s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 3 5 .2 .4 D v n a m i cs i m u l a t i o np r o g r a m ab o l tc o n s t m c t i o np r o c e s s .......O Oll6 6 5 .3P I a naa n dc o m p a r a t i v ea n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 5 .4s u Ⅱl r n a 巧⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 6C o n c l u s i o n sa n dp r o s p e c t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 6 .1C o n c l u s i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 3 6 .2P r o s p e c t S ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 R e f e r e n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 5 C o m p l i m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..7 9 R e s u m eo fa u t h o r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 Ⅺ 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 X I I 万方数据 附图或附