懸臂式掘進機截割臂軸套結構強度分析及改進研究

牛家興

（霍州煤電集團河津杜家溝煤業有限責任公司，山西 運城 043300）

引言

目前，市面上存在一種工作效率較高、能源消耗較少的掘進機，獲得了一致好評。由于要進行持續不斷的工作并且煤層中存在著大量的雜質，因此掘進機承受的載荷較大并且會存在突變的情況，容易造成整個設備的零部件損毀。截割臂是掘進機的重要零部件，其直接截割煤層，因此截割臂能夠正常工作對于掘進機的穩定性有著重要影響；而軸套又是掘進機的關鍵零部件，需要保證軸套的強度和剛度。本文針對軸套性能的要求進行仿真分析，目的在于找到軸套在工作過程中應力最大處并對該處進行結構改進。

1 截割臂組成及工作原理

本文分析的掘進機屬于橫軸式掘進機，主要零部件有截割機構、回轉機構、裝運機構、液壓系統以及電氣系統等，決定其性能的有工作臂、截割頭、截割電動機以及截割減速器等零部件。工作流程如下：交流電動機提供驅動扭矩，扭矩通過聯軸器和減速裝置傳遞至截割頭處，經過降速增扭后帶動截割頭進行旋轉截割。設備工作過程中位姿由氣缸進行調整，保證開采速率。

2 截割臂軸套有限元分析

2.1 三維模型的建立

本文主要進行應力分析，采用Solid Works 搭建截割臂的三維模型。由于截割臂自身零部件較多，完全進行三維模型的構建較為復雜。分析過程難以進行，在搭建過程中進行適當的簡化，部分結構用較為簡單的形式表示，比如非工作面上的連接件以及工作面上對結果基本無影響的倒角等結構?！?br>