悬臂式掘进机回转台可靠性分析.pdf

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1、CAD／CAE／CAPP／CAM现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第3期悬臂式掘进机回转台可靠性分析+赵丽娟，佟维(辽宁工程技术大学机械学院，阜新123000)摘要：利用Pro／E、MATLAB、ADAMS、ANSYS、NSOFY软件构造协同仿真环境，对掘进机进行多体动力学与运动学仿真，计算出截割头所承受的载荷；由ANSYS提供模态中性文件，利用Durability模块得出掘进机回转台的应力分布情况，编辑生成用于疲劳计算的时间历程载荷文件，对回转台进行疲劳寿命分析；利用ADAMS的Hydraulic液压模块

2、对回转台液压系统进行溢流压力校核，分析阻尼力对液压系统的影响，并得出压力流量变化曲线，为掘进机截割部回转台的可靠性设计提供依据。关键词：回转台；协同仿真；疲劳寿命；机液耦合中图分类号：TIM21．5文献标志码：A文章编号：1671—3133(2012)03—0046—05Reliabilityanalysisinroadheader’SrotarytablesZhaoLijuan．TongWei(SchoolofMechanicsEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，Liaoning，Chi

3、na)Abstract：Multi—bodydynamicsimulationoftheroadheaderiscarriedOUtbasedOntheCO—simulationenvironmentcombinedbyPro／E，MATLAB，ADAMS，ANSYSandNSOFI"．Fromthesimulationobtainalltheloadsofthecuttinghead．ModalneutralfilesoftherotarytablecomponentsisprovidedbyANSYS，combiningwithDurabilitymo

4、duleinADAMS，obtainitsstresspatternwhichiseditedtogeneratethetimecourseloadfileforfatiguecalculation，fatiguelifeanalysisarelaunchedafterwardsbasedOiltheFEAloadsfile，andfatiguelifeoftherotarytablesisobtainedfromtheanalysis．Hydraulicsystemofrotarytablesareanalyzedtocheckoverflowpress

5、ureandinfluencetohydraulicsystemwithdampingforcegenerated，fromanalysisgetpressure—flowcultNes．Alloftheseprovidedanimportantbasisfordesigningrotarytablesreliably．Keywords：rotarytables；CO-simulation；fatiguelife；hydraulic—mechanicalcoupling0引言悬臂式掘进机的回转台是连接截割臂和机架的重要构件，在工作过程中，既要承受经由截割臂

6、传递过来的各种工作载荷，还要承受升降油缸、回转油缸和回转轴承产生的作用力¨j，因此回转台的设计是否合理，直接影响着掘进机的工作性能和可靠性。尤其是其局部结构的强度和刚度不足会造成整体承载能力下降，从而降低整机的工作性能，故对回转台的强度和刚度分析十分重要。目前很多生产企业都在对回转台进行研究，但是由于其受载状况复杂，具有非线性，难以准确确定承受的载荷等原因，仍没有一种行之有效的研究方案。本文基于虚拟样机技术，结合“复杂煤层赋存条件下工作的掘进机截割部可靠性研+辽宁省教育厅高等学校创新团队项目(20073070)46究”项目，从多角度出发，以EBZ280悬臂

7、式掘进机回转台为工程对象进行研究，为该型掘进机回转台的进一步改进提供指导。1掘进机截割部虚拟样机建模与仿真1．1刚柔耦合系统模型的建立利用三维实体建模软件Pro／E建立掘进机截割部各影部件的三维实体模型时，由于掘进机截割部结构复杂，零件繁多，故应根据主要研究目的合理建立模型和取舍简化零／部件。在完成模型的创建后，使用Pro／E中的装配模式对各零／部件进行虚拟装配，并进行静态干涉检查。然后通过Pro／E与ADAMS软件之间的接口MECHANISM／Pro将掘进机截割部刚性模型导人ADAMS中。为了优化仿真时间，在保证模型赵丽娟．等：悬臂式掘进机回转台可靠性分

8、析2012年第3期机械性能的情况下尽量合并没有相对运动的零件，并在