巷道掘进支锚作业平台锚护基础机理研究.pdf

◎ I H H H H I I Y 3 2 3 6 9 2 7 簧反理工大学 硕 分类号 单位代码 T D 4 2 1 ．8 10 3 6 1 ⋯“7 一f 卤I 舅 论文 论文题目巷道掘进支锚作业平台锚护基础机理研究 作者姓名 专业名称 导问班} 名 完成时间 杨娇艳 机械工程 王传礼教授 2 0 l7 年6 月12 日 万方数据 中图分类号 旦垒2 1 墨 论文编号 学科分类号垒鱼Q 2 Q 密级公珏 安徽理工大学 硕士学位论文 巷道掘进支锚作业平台锚护基础机理研究 作者姓名扬嫒艳 专业名称扭越王程 一 研究方向速佳佳动生控剑 导师姓名王佳礼教授 导师单位室徽翌王太堂 答辩委员会主席韭延垩直王 论文答辩日期2 0 1 7 年0 5 月2 7 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 7 年0 6 月1 2 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni nM e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g D r i v a g eA n c h o rO p e r a t i o nP l a t f o r mt oP r o t e c t B a s i cM e c h a n i s mR e s e a r c h C a n d i d a t e Y a n gJ i a o y a n S u p e r v i s o r P r o f ．W a n g C h u a n l i 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 dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，T a i f 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 含为获得塞徵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。 学位论文作者签名达烫鲐掐日期丝虹年j 月旦日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞筮堡王太堂有保留、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 单位属于安徽理工大学。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 学位论文作者签名黝艳签字日期刎1 年6 月J 2 日 导师签名 诩∥ 签字日期州．7 年6 月／z 日 万方数据 摘要 摘要 随着煤矿采掘速度的提高，煤巷快速、安全的支护成为进一步推动煤炭采掘 机械化的重要环节。由于传统的U 形棚支护成本高、工人作业强度大、可靠性差， 已经不能满足煤炭生产机械化进程和高效高产的实际需求，锚杆支护以其操作方 便、劳动强度低、支护可靠性高、支护成本低等优势，已经成为现阶段煤巷支护 的主流。目前，综掘工作面锚杆钻机一般与掘进机配合作业，一般是机载锚杆钻 机加载于掘进机之上两者相互配合协同作业，但是机载锚杆钻机的加载易遮挡掘 进机司机的视线，存在一定安全隐患；另外，机载锚杆钻机的加载增加了掘进机 的重量，增大了掘进机卧底可能性。基于以上情况，本文提出的巷道支锚作业平 台，可以有效解决上述问题。 首先对巷道支锚作业平台的作业原理进行阐述，校核了若干承重部件的结构 强度，主要分析了作业平台、主梁、作业平台支撑摇臂等在承受负载情况下的强 度。 根据巷道支锚作业平台总体参数及各零部件动作顺序，设计改进了作业平台 支腿、平台主板、平台链接机构、液压抽屉、液压支腿，分析研究了机载锚杆钻 机的结构，了解钻机各部分功能，并对锚杆钻机、液压马达进行选型设计。 分析了锚杆钻机的作业原理，建立了锚杆钻机纵向运动模型以及纵向振动运 动学方程，计算了钻柱纵向振动固有频率，利用A N S Y S 软件对钻柱的纵向振动 特性进行分析，为钻柱稳定性研究提供参考。 研究了钻柱扭转振动形式，建立钻柱扭转振动的物理简化模型，建立钻柱扭 转振动的数学模型，并且计算钻柱的临界转速和扭转振动的固有频率。利用有限 元软件分析了钻柱的扭转振动特性，分析了钻柱横截面积、钻柱长度对其扭转特 性影响，为钻柱的扭转振动特性研究提供参考。 振动 图[ 6 6 】表[ 8 ] 参[ 7 3 ] 关键词巷道掘进支锚作业平台；静力学分析；结构设计；纵向振动；扭转 分类号T D 4 2 1 ．8 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 I I 万方数据 A b s t a r c t A b s t r a c t W i t ht h ei n c r e a s eo fc o a l - m i n i n gs p e e d ，s u p p o r t i n gt h ec o a lr o a d w a ys a f e l ya n d r a p i d l yh a sb e c o m ea ni m p o r t a n tp a r tt of u r t h e r l yp r o m o t et h em e c h a n i z a t i o no fc o a l m i n i n g ．D u et ot h eh i g hc o s t ，t h eh a r dw o r ks t r e n g t ha n dt h ep o o rr e l i a b i l i t y ，t h e t r a d i t i o n a lU t y p ea r c hs u p p o r ta l r e a d yC a n ’ts a t i s f yt h em e c h a n i z e dc o a lp r o d u c t i o n p r o c e s sa n dt h ea c t u a l d e m a n df o rh i g he f f i c i e n c ya n dh i g hy i e l d ，b o l t i n gw i t ht h e a d v a n t a g e so fc o n v e n i e n to p e r a t i o n ，l o wl a b o ri n t e n s i t y , h i g hr e l i a b i l i t y ，l o wc o s ta n dS O o n ，h a sb e c o m et h em a i n s t r e a mo fc o a lr o a d w a ys u p p o r t i n ga tc u r r e n ts t a g e ．A tp r e s e n t ， t h ea i r b o r n ej u m b o l t e ri sg e n e r a l l yc o o p e r a t e dw i t ht h eb o r i n gm a c h i n eo nt h e c o m p r e h e n s i v et u n n e l i n gw o r k i n gf a c e ，b u tt h el o a d i n go ft h ea i r b o r n eb o l tr i gi se a s y t ob l o c kt h es i g h to ft h eb o r i n gm a c h i n ed r i v e r ，T h e r ei sac e r t a i ns e c u r i t yr i s k ；I n a d d i t i o n ，t h el o a d i n go ft h ea i r b o m eb o l tr i gi n c r e a s e st h ew e i g h to ft h eb o r i n gm a c h i n e ， i n c r e a s i n gt h ep o s s i b i l i t yo ft h eb o r i n gm a c h i n e u n d e r c o v e r ．B a s e do nt h ea b o v e s i t u a t i o n ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h er o a d w a ya n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r m ，w h i c hC a n e f f e c t i v e l ys o l v et h ea b o v ep r o b l e m s ． O p e r a t i o np r i n c i p l eo fr o a d w a ya n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r mi s e l a b o r a t e da tf i r s t ， w h i c hc h e c k e dt h en u m b e ro fb e a r i n gp a r t ss t r u c t u r es t r e n g t h ，m a i n l ya n a l y z e dt h e s t r e n g t ho f t h ew o r kp l a t f o r m ，t h em a i nb e a m ，t h eo p e r a t i o np l a t f o r ma n dt h es u p p o r t i n g r o c k e ra r l T lu n d e rt h ec o n d i t i o no ft h el o a d ． A c c o r d i n gt ot h eo r d e ro fr o a d w a ya n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r mo v e r a l lp a r a m e t e r s a n dp a r t sm o v e m e n t ，t h ed e s i g ni m p r o v e dt h ew o r kp l a t f o r ml e g ，p l a t f o r mb o a r d ， p l a t f o r mi n km e c h a n i s m ，h y d r a u l i cd r a w e ra n dh y d r a u l i cl e g s ，n a l y z e da n di n v e s t i g a t e d t h es t r u c t u r eo fa i r b o r n eb o l tr i g ，s t u d i e dt h ef u n c t i o no fe a c hp a r to ft h ed r i l l ，a n de l e c t e d t h et y p eo ft h ea n c h o rd r i l la n dh y d r a u l i cm o t o r ． T h e n ，t h i sp a p e ra n a l y z e dt h eo p e r a t i o np r i n c i p l eo ft h ea n c h o rd r i l l ，e s t a b l i s h e dt h e l o n g i t u d i n a lm o v e m e n tm o d e la n dt h el o n g i t u d i n a lv i b r a t i o nk i n e m a t i c se q u a t i o no ft h e a n c h o rd r i l l ，c a l c u l a t e dt h en a t u r a lf r e q u e n c yo fl o n g i t u d i n a lv i b r a t i o no fd r i l ls t r i n g ， a n a l y z e d t h el o n g i t u d i n a lv i b r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fd r i l ls t r i n gb yu s i n gA N S Y S s o f t w a r e ，w h i c hp r o v i d er e f e r e n c ef o rt h es t u d yo f t h es t a b i l i t yo ft h ed r i l ls t r i n g ． A n dt h i sp a p e rr e s e a r c h e dt h et o r s i o n a lv i b r a t i o nf o r mo fd r i l ls t r i n g ，e s t a b l i s h e da t l I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 s i m p l i f i e dp h y s i c a lm o d e lo ft o r s i o n a lv i b r a t i o no fd r i l ls t r i n ga n dt h em a t h e m a t i c a l m o d e lo ft o r s i o n a lv i b r a t i o no fd r i l ls t r i n g ，a n da l s oc a l c u l a t e dt h ec r i t i c a ls p e e do ft h e d r i l l s t r i n ga n dt h en a t u r a lf r e q u e n c yo ft h et o r s i o n a lv i b r a t i o n ．A n dt h i sp a p e ra n a l y z e d t h et o r s i o n a lv i b r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fd r i l ls t r i n gb yu s i n gf i n i t ee l e m e n ts o f t w a r e ， a n a l y z e dt h ei n f l u e n c eo ft h ec r o s ss e c t i o na r e ao fd r i l ls t r i n ga n dt h el e n g t ho fd r i l l s t r i n go ni t st o r s i o n a lc h a r a c t e r i s t i c s ，w h i c hp r o v i d er e f e r e n c ef o rt h er e s e a r c h o f t o r s i o n a lv i b r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fd r i l ls t r i n g ． F i g u r e [ 6 6 ] t a b l e [ 8 ] r e f e r e n c e [ 7 3 ] K e y w o r d s r o a d w a yd r i v a g ew i t ha n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r m ；S t a t i c sa n a l y s i s ；S t r u c t u r e d e s i g n ；L o n g i t u d i n a lv i b r a t i o n ；T o r s i o n a lv i b r a t i o n C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D 4 21 ．8 I V 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I I I 目 录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一V C o n t e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．．⋯．．．．．⋯．．．⋯．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．。．．．．．．．。．．．．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．I X 附表目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一X I I I 插图目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一X I V 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 课题来源与研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 ．1 课题来源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 ．2 课题研究的背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 巷道掘进支锚作业平台国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．1 国内外巷道支护主要形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．2 国内支锚设备研究状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 ．2 ．3 国外支锚设备研究状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ．3 课题研究内容及研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 ．3 ．1 课题研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 ”．2 关键技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 ．3 ．3 研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 2 巷道掘进支锚作业平台静力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1 巷道掘进支锚作业平台工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．2 作业平台力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 0 2 ．2 ．1 作业平台受力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．2 ．2 作业平台受力分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1 2 ．3 主梁⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 4 2 ．3 ．1 主梁的三维模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．2 主梁的受力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．3 主梁有限元模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．3 ．4 主梁结构强度的分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 V 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 ．3 ．5 主梁结构的模态分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 2 ．4 支撑摇臂物理模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18 2 ．4 ．1 支撑摇臂工作状态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 2 ．4 ．2 支撑摇臂受力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 2 ．4 ．3 支撑摇臂受力计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 2 ．4 ．4 支撑摇臂强度分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 2 ．4 ．5 支撑摇臂固有频率分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 l 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 3 3 巷道掘进支锚作业平台的设计研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 3 ．1 巷道掘进作业平台的基本参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 5 3 ．2 巷道掘进支锚作业平台主要部件结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 7 3 ．2 ．1 作业平台主结构改进⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 ．2 ．2 平台连接机构的优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 ．2 ．3 作业平台主板的优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 ．2 ．4 作业平台液压抽屉的优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 3 。2 ．5 液压支腿优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 3 ．3 机载锚杆钻机结构选型与优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 2 3 ．3 ．1 钻机各组件功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 3 ．3 ．2 液压马达选型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．3 ．3 回旋减速器选型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 6 4 锚杆钻机纵向振动特性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 4 ．1 机载锚杆钻机钻孔作业原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 7 4 ．1 ．1 钻柱的运动原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 ．1 ．2 钻头受力计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 4 ．2 机载锚杆钻机钻柱的纵向振动分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 2 4 ．2 ．1 钻杆纵向振动力学模型的简化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 ．2 ．2 钻柱纵向振动的数学模型推导与建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 4 ．2 ．3 钻杆纵向振动的固有频率计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 4 ．3 基于A N S Y S 软件的钻机纵向振动仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．3 ．1 钻柱模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．3 ．2 网格的划分及加载约束、载荷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 V I 万方数据 目录 4 ．3 ．3 结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 4 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 5 5 机载锚杆钻机扭转振动特性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 7 5 ．1 机载锚杆钻机扭转振动的原理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 7 5 ．1 ．1 扭转振动模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 5 ．1 ．2 建立钻柱的扭转振动方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 5 ．1 ．3 计算扭转振动的固有频率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．2 钻柱临界转速的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 0 5 ．3 扭转振动的有限元分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 5 ．3 ．1 钻柱基于A N S Y S 软件模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 5 ．3 ．2 钻柱扭转振动仿真及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 5 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 7 6 总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 9 6 ．1 总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 9 6 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 0 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 5 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 7 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 V I I 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 ．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．】[ C o n t e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．V L i s to f t a b l e s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．X I I I L i s to ff i g u r e s ．⋯⋯．⋯⋯．．⋯．．⋯⋯．⋯．．⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．X I V 1I n t r o d u c t i o n ．．．．．．．．．．。．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．】【 】1 ．1 S u b j e c ts o u r c e sa n dr e s e a r c hb a c k g r o u n d ．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．1 ．1T o p i cs o u r c e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．1 ．2R e s e a r c hb a c k g r o u n d ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．2D r i v a g ea n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r mr e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d ⋯⋯．2 1 ．2 ．1T h em a i nf o r mo fs u p p o r ta th o m ea n da b r o a d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．2D o m e s t i ca n c h o re q u i p m e n tr e s e a r c hs t a t u s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1 ．2 ．3T h ea n c h o re q u i p m e n tr e s e a r c hs t a t u sa b r o a d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．3T h er e s e a r c hc o n t e n ta n dr e s e a r c hs i g n i f i c a n c e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 1 ．3 ．1R e s e a r c hc o n t e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．3 ．2T h ek e yt e c h n o l o g y ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 1 ．3 ．3R e s e a r c hs i g n i f i c a n c e ．⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．⋯．⋯⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．．⋯⋯⋯．⋯．8 2A n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r ms t a t i c sa n a l y s i so fr o a d w a y d r i v a g e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2 ．1T h er o a d w a yd r i v a g ew o r k i n gp r i n c i p l eo ft h ea n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r m ⋯．．9 2 ．2W o r kp l a t f o r mm e c h a n i c sa n a l y s i s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 0 2 ．2 ．1F o r c eb e a r i n ga n a l y s i so nt h eo p e r a t i o np l a t f o r m ．．．．。．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 0 2 ．2 ．2W o r kp l a t f o r ms t r e s sa n a l y s i sr e s u l t s ⋯．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．11 2 ．3M a i ng i r d e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 4 2 ．3 ．1E s t a b l i s h e dt l u e e d i m e n s i o n a lm o d e lo fm a i ng i r d e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 2 ．3 ．2F o r c ea n a l y s i so fg i r d e r s ．⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯．．．．⋯．⋯．⋯．⋯．．⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯．．1 4 2 ．3 ．3T h ee s t a b l i s h m e n to ft h ef i n i t ee l e m e n tm o d e lg i r d e r s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 5 2 ．3 ．4T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm a i ng i r d e rs t r u c t u r es t r e n g t h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．16 2 ．3 ．5T h em o d a la n a l y s i so fm a i ng i r d e rs t r u c t u r e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．。．1 6 2 ．4S u p p o r tr a d i a lp h y s i c a lm o d e l ⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．．⋯．⋯．．⋯．⋯．．⋯．⋯⋯．．．18 I X 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 ．4 ．1S u p p o r tt h er o c k e ra r i nw o r k i n gc o n d i t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 2 ．4 ．2S u p p o r tt h er a d i a lf o r c ea n a l y s i s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 9 2 ．4 ．3S u p p o at h er a d i a lf o r c ec a l c u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 9 2 ．4 ．4S u p p o r tr a d i a ls t r e n g t ha n a l y s i sr e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 0 2 ．4 ．5S u p p o r tt h er o c k e ri n h e r e n tf r e q u e n c ya n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 2 ．5T h es u m m a r yo ft h i sc h a p t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．2 3 3D r i v a g ea n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r md e s i g nr e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 5 3 ．1B a s i cp a r a m e t e r so fr o a d w a yd r i v a g ew o r kp l a t f o r m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．2D r i v a g ea n c h o ro p e r a t i o np l a t f o r ms t r u c t u r ed e s i g no fm a i nc o m p o n e n t s ．．．．2 7 3 ．2 ．1W o r kp l a t f o r mm a i ns t r u c t u r ei m p r o v e m e n t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 7 3 ．2 ．2P l a t f o r i l lc o n n e c t i n gm e c h a n i s mo p t i m i z a t i o n 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