大采高采煤机新型摇臂壳体可靠性分析

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:otto0127
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厚煤层、特厚煤层的高产高效开采直接关系到煤矿企业的利益,大采高采煤机是实现这一目的的有效工具。国内大采高采煤机设计研发方法传统,与进口设备相比可靠性低,因此采用新方法设计研发大采高采煤机,有效提高国产设备可靠性是占领市场的关键。摇臂壳体是采煤机截割部的载体,其性能直接影响整机的可靠性。传统大采高采煤机摇臂壳体尺寸庞大,铸造周期长、工艺复杂。以“易维护SL1000型采煤机摇臂计算机仿真模拟分析”项目为依托,基于创新设计方法,开发了铸焊(铸钢和高强钢板)结合的新型摇臂壳体。基于虚拟样机技术,借助Pro/E和ADAMS建立了以铸焊结合摇臂壳体为柔性件的大采高采煤机截割部刚-柔耦合模型。根据神东集团大柳塔5-2煤煤层赋存条件、滚筒及采煤机设计参数,运用Matlab软件模拟生成采煤机不同工况滚筒受力的载荷文件。基于实际工况的仿真分析发现,壳体输出端加强圈焊缝处及左侧惰轮轴端盖孔处应力较大,均超过各自材料许用应力,且输出端变形较大,寿命低;通过NSOFT疲劳寿命分析,发现壳体关键点疲劳寿命低,不能满足设计要求;优化后,相同工况下两处薄弱环节的主应力分别下降99.907Mpa和7.676Mpa,外联点INT_Node11Y向位移均值较改进前下降0.0227mm,同时高强钢板材料最小疲劳循环次数提高近96倍。本文的分析结果对合理安排壳体焊缝位置、优化焊接工艺及提高摇臂壳体工作的可靠性具有重要指导意义。同时也为承受复杂载荷下的大型壳体类零件设计研发提供了新的方法,经济、社会效益显著。
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