賀西煤礦刮板輸送機鏈輪鏈窩磨損原因仿真模擬分析

任晉平

（山西焦煤集團汾西礦業 賀西煤礦，山西 柳林 033300）

1 概 況

煤炭掘進工作基本實現了機械化，減輕了工作人員的勞動強度，但依然存在安全隱患。刮板輸送機作為煤炭掘進過程中的關鍵輸送設備，其工作周期長、工況惡劣，運行過程中容易出現故障。統計結果顯示，刮板輸送機故障中傳動系統的故障率最高，能夠占到50%左右，其中鏈輪磨損故障較為嚴重。鏈輪為鑄造件，易發生損壞，故障率約占傳動系統的32.5%。賀西煤礦SGB620/40T 型刮板輸送機設計長度為100 m，輸送量為150 t/h，鏈速0.86 m/s，工作中鏈輪磨損問題嚴重，針對這一問題，開展原因分析與改進策略研究。

2 仿真分析

2.1 三維模型建立

刮板輸送機鏈輪與圓環連的結構較為特殊，直接采用ANSYS 仿真計算軟件進行建模較為麻煩，因此，以SGB620/40T 刮板輸送機的驅動鏈輪作為研究對象，借助Pro/E 三維軟件進行鏈輪和圓環連建模，之后進行裝配形成刮板鏈，最后另存為.stp格式文件導入ANSYS 仿真軟件進行前處理即可。

2.2 材料屬性

根據SGB620/40T 刮板輸送機實際情況，鏈輪采用30CrMnTi 合金鋼，該材料調質滲碳處理之后具有外硬內韌的特點，綜合力學性能優良，彈性模量為210 GPa，泊松比為0.31，屈服強度為783.2 MPa； 與鏈輪配合使用的圓環連材料為23MnCrNiMo 合金鋼，彈性模量為206 GPa，泊松比為0.30，屈服強度為1 206.3 MPa。

2.3 網格劃分

網格劃分作為有限元仿真分析的重要環節，其質量好壞直接關系后續計算效率及結果。鏈輪和圓環鏈結構較為復雜，全部等尺寸劃分網格對后續計算時間影響較大。因此，對鏈輪與圓環鏈裝配整體進行自由劃分，對鏈輪與圓環鏈嚙合位置進行網格細化，設置單元格尺寸為3 mm。……