采煤机电缆拖拽装置传动部件应力分析

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1、采煤机电缆拖拽装置传动部件应力分析摘要：在采煤机工作过程中，圆环链作为采煤机电缆拖拽装置的牵引构件，其性能优劣将直接影响煤矿的煤炭产量。本文以圆环链为研究对象，结合实际工况，对圆环链的材料属性进行定义，建立了圆环链的有限元分析模型。在圆环链上分别施加70kN,105kN和140kN载荷，进行加载试验，研究表明：随着负载的增加，链条Mises应力基本呈线性趋势增长；受力加载后链环的圆弧段所受应力较大，易产生断裂及塑性变形问题，应定期对圆环链进行检修，该研究对提高采煤机电缆拖拽系统工作效率提供理论依据。关键字：采煤机电缆；

2、圆环链；有限元法；应力分析；中图分类号：文献标识码：StressAnalysisofTransmissionComponentsofShearerCableDraggingDeviceAbstract:Asatowingdeviceofshearercabledraggingdevice,themeritsofcircularchainwilldirectlyaffectcoalproductionincoalmines・Intheprocessofshearerwork,toensurethatthechaindoe

3、snotproduceanyformoffailurehasbecomeparticularlyimportant.Inthispaper,thecircularchainastheresearchobject,combinedwiththeactualconditions,thematerialpropertiesofthecircularchainisdefined,thefiniteelementanalysismodelofthecircularchainisestablished.Theloadsof70kN

4、,105kNand140kNwererespectivelyappliedtothecircukirchaintocariyouttheloadingtest.TheresultsshowthattheMisesstressofthechainincreaseslinearlywiththeincreaseoftheload.ThestressonthecirculararcofthechainincreaseswiththeincreaseofloadLarge,pronetofractureandplasticde

5、formationproblems,shouldberegularlycarriedoutoverhaulofthecircularchain,thestudytoimproveShearercabledragsystemworkefficiencyprovidesatheoreticalbasis・Keywords:Shearercable;circularchain;finiteelementmethod;stressanalysis0引言目前煤矿开釆不断朝着智能化、自动化和机械化的方向发展，采煤机运行状况对企业煤

6、炭生产效率有着较大影响⑴。作为采煤机电缆拖拽装置的牵引构件，圆环链应力值若达不到工作要求,会产生不同程度的形变，使得传动过程不平稳，进而导致采煤机电缆掉槽、拉断和卡死，造成釆煤机停机⑵，因此对采煤机电缆拖拽装置传动部件稳定性进行研究变得尤为重要。国外对采煤机电缆拖拽装置的研究较为成熟，包括液压绞车式电缆拖拽装置，电缆收放装置以及采煤机自动拖缆装置等⑶。但是对于拖拽装置屮的传动链环的研究较少，圆环链在煤矿井下工作时不可避免的受到卡链、落煤冲击等影响产生变形⑷，本文以圆环链为研究对象，结合实际工况，对圆环链的材料属性进行定

7、义，建立了圆环链的有限元分析模型。在圆环链上分别施加70kN,105kN和140kN载荷,进行加载试验,该研究可以有效提高采煤机的生产效率，在一定稈度上减少综采工作面事故，同时为采煤机电缆拖拽装置的设讣提供理论依据。1有限元法的基本理论有限元方法基于“化弧为直”、“化整为零"的思想，是一种求解复杂工程问题的常用的方法⑸。有限元法包括：计算机程序设计技术；数学、力学理论依据；网格单元划分的原则；数值计算方法及其误差、稳定性和收敛性。有限元法多以位移法为未知量⑹，依据材料的应力应变关系和儿何方程得到应力应变场。首先，将连续

8、体或连续面分割成多个单元。其次，通过函数确定单元节点处的位移及应变状态，并分析各个单元的应变情况。最后，求解应力应变的方程⑺。结合实际工况，本文对圆环链模型进行简化，加载不同载荷进行加载试验，校核圆环链静力学强度，有限元分析的流程，如图1所图1有限元分析流程图3施加载荷模型图2链条有限元模型建立2.1材料属性由于卡链、落煤冲击等因