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基于虚拟样机技术对电牵引采煤机牵引部的研究
摘要：
电牵引采煤机是一种主要用于采矿作业的工业设备，其牵引部的设计与性能将直接影响整个采煤过程的效率和安全性。本文基于虚拟样机技术，对电牵引采煤机牵引部进行了深入研究。通过建立虚拟样机模型，对牵引部进行了运动学分析和动力学仿真，并对其工作过程中的各项性能指标进行了分析与优化。研究表明，虚拟样机技术具有较高的研究精度和效率，能够为电牵引采煤机的设计与优化提供重要参考。
关键词：虚拟样机技术；电牵引采煤机；牵引部；运动学分析；动力学仿真；性能优化
Abstract:
Electrictractioncoalminingmachineisanindustrialequipmentmainlyusedforminingoperations.Thedesignandperformanceofitstractionpartwilldirectlyaffecttheefficiencyandsafetyoftheentireminingprocess.Basedonvirtualprototypingtechnology,thispaperconductsin-depthresearchonthetractionpartofelectrictractioncoalminingmachine.Byestablishingavirtualprototypingmodel,kinematicanalysisanddynamicsimulationofthetractionpartarecarriedout,andtheperformanceindicatorsoftheworkingprocessareanalyzedandoptimized.Theresearchshowsthatvirtualprototypingtechnologyhashighresearchaccuracyandefficiency,andcanprovideimportantreferenceforthedesignandoptimizationofelectrictractioncoalminingmachine.
Keywords:virtualprototypingtechnology;electrictractioncoalminingmachine;tractionpart;kinematicanalysis;dynamicsimulation;performanceoptimization
一、引言
电牵引采煤机是一种高效的采煤机械，其在煤矿生产中起着重要作用。电牵引采煤机具有结构简单、速度快、牵引力大、操作方便等优点，广泛应用于煤矿采煤作业中。牵引部是电牵引采煤机的主要组成部分之一，其设计和性能将直接影响到采煤过程的效率和安全性。因此，对电牵引采煤机牵引部进行深入研究，对其设计和优化具有重要意义。
虚拟样机技术是现代工程设计领域中的一种新型技术，通过建立数字模型，对机械系统进行运动学分析、动力学仿真等方面的研究，可以快速、准确地预测其性能和工作效果。因此，本文采用虚拟样机技术，对电牵引采煤机的牵引部进行了深入研究。通过建立虚拟样机模型，对其运动学和动力学进行分析，并对其性能指标进行优化，提高了采煤过程的效率和安全性。
二、电牵引采煤机牵引部的设计
电牵引采煤机牵引部是由电机、减速器、传动轴、牵引链轮等部件组成。在采煤过程中，电机通过传动系统驱动牵引链轮旋转，实现牵引链轮和链条的动力传递，从而带动采煤机前进。
在牵引部的设计中，需要考虑以下几个方面：
（1）电机的选型和位置：电机的选型应根据采煤机的大小、重量和所需牵引力来确定，同时应考虑配套减速器和传动轴的参数。电机的位置应确保其与减速器连接牢固，且易于维护。
（2）减速器的选型和安装位置：减速器应根据传动效率、扭矩、系数和重量等方面的因素进行综合考虑。同时，减速器的位置应考虑操作者的人机工程学需求，合理布局。
（3）传动轴和链条的选型：传动轴和链条需要满足牵引部的扭矩和链轮的尺寸要求，同时应考虑其强度和耐磨性等性能指标。
三、电牵引采煤机牵引部的运动学分析
电牵引采煤机的牵引部是一种多自由度机械系统，其动作规律和运动特性受到电机输出扭矩、传动系数、状态参数等多方面因素的影响。因此，对牵引部进行运动学分析可以揭示其运动规律和特性，为其性能优化提供依据。
建立电牵引采煤机牵引部虚拟样机模型，并进行运动学分析。采用MATLAB/Simulink软件对牵引部进行建模，并进行仿真计算。建立模型所需要的基本参数包括：电机输出扭矩、减速器传动系数、传动轴直径、链条长度和张力等。通过建立准确的运动学模型，对牵引部的运动学参数进行计算，可以得到其关节角度、位移和速度等运动规律