ebz-260纵轴式掘进机截割机构有限元分析 finite element analysis on cutting device of ebz-260 longitudinal axis boring machine.pdfVIP

总第16l期 机械管理开发 Tbtal161 2016年第9期 MECHANICALMANAGEM[ENTAND No．9．2016 EBZ一260纵轴式掘进机截割机构有限元分析 王海峰 (同煤集团晋华宫矿， 山西大同037003) 摘要：为了提升和优化掘进机截割性能及参数，根据晋华宫矿实际掘进工况和EBz一260型掘进机的结构特 workbench对该机型截割机构进 征。对其截割机构进行了模拟工况有限元分析。应用有限元分析软件^NsYs 行静力学分析，结果表明了截割头、升降油缸支耳处和回转台铰接孔处等主要部位应力应变特征。所得结论可 为晋华宫矿在实际生产过程中截割方式、日常维护及产能优化提供参考依据。 关键词：掘进机截割机构有限元优化设计 中图分类号：TD421 文献标识码：A 引言 为配合我国经济快速增长，能源消耗的不断攀 升已成为改革开放以来最为显著的特征，而煤炭的 消耗在能源结构中占了大部分比例[1】。随着我国制 造业及工业水平的提升，以及煤矿机械的不断升级 换代，煤炭开采量及其开采速度也在逐步提升，而在 图1 EBZ一260掘进机三维模型 巷道的掘进过程中，如何提升效率和掘进机性能以 1截割机构有限元分析模型 节约煤炭开采成本，已成为煤矿企业及采掘机械设 晋华宫矿采掘过程中所应用机型为EBz一260 备厂商亟待解决的问题[2]。苏举栋嘲对某型号掘进机 型，其模型如图1所示，该掘进机属纵轴式，其截割 行走部行走过程进行了仿真，得出了驱动轮各啮合 机构内部组成复杂。因此，为使得有限元静力学仿真 M．[41研究了截割头的 分析有效且运算速度快，需对该机型截割机构进行 齿面的受力分布规律。Dolipski 转速对应用于截割头驱动的负载和截割过程的效率 必要的简化处理，其主要组成部件包括截割减速器、 和能量消耗的影响，得到了通过减小截割头的转速 截割臂、连接架和截割头等。进行分析时，将忽略部 可减少截割岩石的能量损耗，防止截割头过载。张艳 件如截齿、减速齿轮以及电机等部件质量，按照等效 林[s]建立了截齿和煤岩的有限元模型，对单个截齿 原则施加到截割机构壳体上即可，最后将简化且等 截割煤岩的动力学过程进行了模拟，对比分析了不 效后的截割机构三维实体模型导入至ANSYS 同工况下截齿的受力大小，获得了最佳的截齿安装 Workbench中，其几何模型如下页图2—1所示。 角及工作速度。研究者对掘进机截割头、行走部和整 在ANSYS MPa， 机等做了大量研究，但对其截割机构的相关分析研 料为Q235钢，其材料特性弹性模E=2．10×105 MPa。对截割机构 究尚不多。故本文以晋华宫矿所应用的EBZ一260型泊松比舻0．33，许用应力纠=235 掘进机为研究对象，其模型如图1所示，应用现代设 进行网格划分，由于截割机构结构较复杂，采用 计方法对其截割机构进行仿真模拟分析，以改善其 ANSYS 截割方式及优化企业产能需求，并满足其工作稳定 耳处的网格进行加密处理，如下页图2—2所示，为截 性的要求。 割机构的有限元静力学分析模型。 2截割机构载荷与约束施加 收稿日期：2叭6—07—16