中心回转式液压清仓机结构设计及仿真分析+CAD图纸(3)
1.1.1 课题的研究意义
煤仓作为煤炭生产运输中必须的中间存储装置，原煤不断地输入和输出煤仓。由于原煤中含有水分和其他杂质，随着时间的推移，原煤会在高压下在仓壁上形成一层粘结物。这层粘结物使煤仓壁表面凹凸不平，不仅阻碍了原煤在煤仓中的流动，而且还减少了煤仓的有效空间，降低了生产效率，所以煤仓要经常性地进行清理。
传统的煤仓清理方式是靠人工清理的，这种清理方式不仅工作效率低下，而且还具有一定的危险性，在煤矿生产自动化程度越来越高的今天，这显然不符合大型煤矿的生产需求。煤矿清仓机器人的诞生正是迎合了高工作效率、高安全性这种趋势，不仅提高了煤矿生产率，而且解放了高强度的人力劳动。
中心回转式全液压清仓机设计研究打破了传统的人工清仓限制，将煤矿工人从繁重的体力劳动和恶劣的工作环境中解放出来。清仓机器人也大大提高了工作效率。该设计也有助于提升矿井现代化装备水平、提高矿井自动化程度，实现矿用清仓设备的智能化和自动化，促进了安全本质化矿井建设的进一步开展。
1.2 国内外发展概况
1.2.1 国外发展概况
1.2.2 国内发展现状
1.2.3 国内常用清仓方法
1.3 煤仓粘煤机理分析
煤炭属于松散物料的范畴，对于煤炭颗粒来说，其具有完全地固体性质，但对于大量煤炭颗粒来说，其又具有流动性，具有流体的相关性质。煤炭在煤仓中对煤仓产生三种力：上面的煤炭对煤仓底部产生的竖直压力，煤炭对煤仓壁的水平压力 ，煤炭和煤仓壁的摩擦力，受力如图1-5所示。
煤仓壁产生粘壁现象主要由两方面引起，首先煤炭中含有水分，当煤仓中有大量积煤时，在靠近仓壁处由于煤炭的压实力和仓壁对煤炭的水平力的作用，靠近仓壁的煤炭被紧密的压在仓壁上，导致部分积煤粘结在仓壁上；其次，煤炭由上一环节下放到煤仓的过程中，会对煤仓壁产生很大的冲击力，这不仅对煤仓壁造成磨损，减少煤仓的使用寿命，而且煤炭下落过程中产生的冲击力，会使含水量高的煤炭在冲击点处形成粘结。随着煤仓使用时间的增长，在煤仓壁上的粘结物也会不断增大，并对煤仓中的煤炭产生阻碍，影响煤仓的正常工作。因此要定期对井下煤仓进行清理，以保证生产过程的连续性。[26~28]
井下煤仓受力分析图
1.4 课题主要研究内容及方法
本文从工程应用的角度出发，研究一种适用于煤仓积煤清理施工的中心回转式全液压清仓机，以实现煤仓清理的安全作业，进而有效提高原煤输送效率，主要研究内容如下：
（1）中心回转式全液压清仓机结构的总体设计，包括支撑臂结构的设计、工作臂结构的设计、回转机构的设计等。
（2）运用ANSYS WORKBENCH软件对设计的中心回转式清仓机进行强度、刚度的分析。从理论上对其尺寸结构的安全性进行验证；并根据仿真结果，对清仓机结构进行优化设计。
（3）清仓机液压系统的设计与分析。根据实际工况确定清仓机液压系统的设计要求，并结合设计要求初定系统压力与执行机构元件型号，根据控制要求确定主油路、控制阀形式以及控制方式，然后画出系统原理图；对各主要液压元件进行设计计算和选型。
1.5 本章小结
本章详细阐述了课题的研究背景及意义，分析了煤仓壁积煤成因及国内外清仓技术的发展概况，指出其存在的问题与不足，进而提出了本文的主要研究内容及方法。