适用于变工况的锚杆电动缸建模及数值模拟

简介

针对煤矿井下液压锚钻设备的研究现状,设计一款适用于锚杆钻机的电动缸。采用行星滚柱丝杠作为运动机构,基于拉格朗日方法建立电动缸运动机构的刚体动力学模型,考虑了重力加速度和垂直顶升工况。利用Simulink建立拉格朗日数学方程的仿真计算模型,并对3种工况下电动缸的工作特性进行了数值模拟。研究结果表明丝杠扭矩和输出载荷之间呈线性关系,在较大的角速度或者角加速度工况下,工作效率均会有所降低;恒角加速度工况扭矩受到负载影响,功率和效率主要受到角加速度的影响;恒角速度工况的功率和扭矩主要受到负载的影响,较高的角速度会导致效率降低。通过对3种工况下扭矩、功率和效率的影响因素分析,验证了该动力学模型的正确性。