基于ANSYSWorkbench的推移槽結(jié)構(gòu)改進(jìn)強(qiáng)度對(duì)比分析

孔進(jìn)

（寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，寧夏 石嘴山 753001）

0 引 言

煤炭井工開采時(shí)，順槽刮板轉(zhuǎn)載機(jī)將工作面刮板輸送機(jī)的物料轉(zhuǎn)運(yùn)到皮帶機(jī)，隨著工作面的向前推進(jìn)，順槽刮板轉(zhuǎn)載機(jī)推移槽為配置超前支架時(shí)，超前支架推移缸與推移槽耳板聯(lián)接，推移順槽轉(zhuǎn)載機(jī)用。目前，我公司的推移槽在使用過程中部分出現(xiàn)推移耳板焊縫開裂甚至斷裂現(xiàn)象，影響設(shè)備可靠性，增加維修強(qiáng)度，不利于現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)高效綜采工作面產(chǎn)能的不斷提升。

1 有限元靜力學(xué)分析

1.1 改進(jìn)前靜力學(xué)分析

如圖1 所示，推移槽為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主要由凸頭、凹頭、上沿、耳板、立板、中板、底板等焊接而成。推移槽的耳板為懸臂結(jié)構(gòu)，在與液壓支架廠家配套時(shí)，已經(jīng)將耳板厚度和耳板推移孔中心距確定。改進(jìn)前耳板結(jié)構(gòu)為：耳板插入立板，外側(cè)與立板焊成15 mm 角焊縫，內(nèi)側(cè)與立板焊成V平加15 mm 角焊縫。

圖1 改進(jìn)前推移槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 改進(jìn)前的等效應(yīng)力云圖和應(yīng)變?cè)茍D

利用UG NX 進(jìn)行三維建模，模型以Parasolid 格式導(dǎo)入到ANSYS Workbench 中，設(shè)置材料屬性，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將底板約束為靜止，在每個(gè)耳板聯(lián)接孔處施加1 000 kN的水平推力載荷，進(jìn)行求解計(jì)算，結(jié)果如圖2 所示。

分析結(jié)果顯示，應(yīng)力最大點(diǎn)為耳板根部，與實(shí)際使用過程中失效位置一致。

1.2 改進(jìn)后靜力學(xué)分析

如圖3 所示，改進(jìn)后耳板結(jié)構(gòu)為：中板與耳板做成一個(gè)零件，中板伸出立板，內(nèi)外側(cè)與立板焊成15 mm 角焊縫，并且耳板底部焊貼板，達(dá)到耳板要求厚度。

使用同樣的方法，進(jìn)行有限元分析，結(jié)果如圖4 所示。

圖3 改進(jìn)后推移槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖4 改進(jìn)后的應(yīng)力云圖和應(yīng)變?cè)茍D

2 數(shù)據(jù)對(duì)比分析

表1 推移槽結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后應(yīng)力、應(yīng)變對(duì)照表

對(duì)有限元分析數(shù)據(jù)進(jìn)行整理得到表1。

對(duì)表1 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知：結(jié)構(gòu)改進(jìn)之后，最大等效應(yīng)力減少了約5.7%，總變形量減少了約11.8%。

3 結(jié) 論

采用UG NX 軟件對(duì)推移槽建立了參數(shù)化三維模型，利用ANSYS Workbench 軟件對(duì)推移槽結(jié)構(gòu)改進(jìn)前、后進(jìn)行了靜力學(xué)分析，得出了改進(jìn)前、后應(yīng)力和應(yīng)變的數(shù)值，為推移槽的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了理論依據(jù)。在實(shí)際使用過程中，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)不再出現(xiàn)耳板焊縫開裂、耳板斷裂的情況，提高了產(chǎn)品的可靠性。

［1］ 劉鴻文.材料力學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［2］ 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.4 版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［3］ 浦廣益.ANSYS Workbench 12 基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.