掘进机铲板星轮模拟结构分析.pdf

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1、·70·煤矿机电2017年第4期杨哲勇．掘进机铲板星轮模拟结构分析[J]．煤矿机电，2017(4)：70-71，75．doi：10．16545“cnki．cmet．201705．021掘进机铲板星轮模拟结构分析杨哲勇(中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006)摘要：作为掘进机重要的装载机构，星轮的结构决定了掘进机装载效率。对不同尺寸、结构的星轮利用SimuIation软件进行模拟结构分析，为设计及优化提供参考。关键词：星轮；掘进机；模拟分析中图分类号：TD421．5+2文献标识码：B文章编号：1001—

2、0874(2017)05—0070—03SimuIatiVeAnalySisOfStarWheeIStructureinROadheaderY帆gzheyong(CCTEGTaiyuanResearchInstituteCo。，Ltd．，Taiyuan030006，China)Abstract：Asanimportantloadingt001oftheroadheader，thestIuctureofstarwheeldeeidedlyhaveinnuenceontheloadingemciencyoftheroadh

3、eader．Usingsimulationsoftware，thesimulativeanalysisofstarwheelofvariousstmctureanddimensionshasbeenca耐edout．Thestudyprovidereferenceforfuturedesignandoptimization．Keywords：starwheel；roadheader；simulativeanalysisO引言星轮作为掘进机重要的装载机构，具有设计结构简单、装载效率高等特点。其结构的稳定性决定了掘进机能否

4、连续可靠地装载。在井下复杂的工况下，星轮极易发生疲劳破坏，甚至耙爪断裂。为提高装载效率，运用Simul砒ion软件对不同结构星轮在最初设计时进行可靠性分析，收集星轮易发生应力集中位置，为以后的设计进行结构优化处理。1星轮所受静力分析在实际装载过程中，星轮通过低速大扭矩马达带动转盘做匀速转动。星轮受力如图1所示-l‘2J。装载物料时，星轮在与物料接触的一侧主要受到从耙爪中心到该点的离心力为：F离=m(02r(1)式中，∞为星轮角速度，md／s。％山西省青年科技研究基金项目(2015021135)∞=嚣(2)其中．n为星轮

5、转速，r／min。F图1星轮堂力分析图故：‰=里署齿面切向分力为：F，=焉≯cosd垂直于齿面分力为：’一m1T凡r．，22百81n仅物料与铲板间的摩擦力为：F52肛mg(3)(4)(5)(6)2017年第4期煤矿机电·71·式中，d为如图所示离心力与耙爪夹角；r为物料与耙爪中心距离。在装载过程中要保证B≥疋，物料才可以正常2运输。即肛愕一哥sind≥o；通过理论计算通常选取30≤n≤38rad／min。2星轮结构有限元分析本次结构分析选取3种不同型号的掘进机星轮，结构如图2所示。t(J图2不同形式的耙爪(a)与(b)

6、耙爪外形相同，但耙爪尺寸相差较大，外径尺寸分别为咖1400与西1500。(c)外径尺寸与(a)相同为咖1400，但结构不同。工作时，液压马达的扭矩和分析中所受到的合力，使星轮齿面受到15kN的合力时所发生的结构和位移变换如图3、图4、图5所示。从图中可以看出，受相同外力情况下，半径越大，位移越大。0RESmlm在星轮受到相同合力作用的条件下，应力情况如图6、图7、图8所示。从图中可以看出，小外径的最大应力为6．773MPa，大外径所受的最大应力为8．875MPa，四爪为3．86MPa，均满足设计要求。图4大外径位移变化

7、图5四爪结构位移图6小外径应力图3小外径位移变化图7大外径应力URES7mm瓣黧篇《¨、98lE一∞24膏8强：一∞23995E—002。3．4S7酗∞252瑚9E?心22碍9}B—a啦，i99觉j§皎一n议辩酷醐》i戳鬈鬈■Il0∞E—030uREs辅l自蠢i鬻筹嚣繁Ⅻ瓣瞄t甜：E一伽3王T7r蔓；_0昭一l。89鳃一Ofj31．628E一∞3一l。3S7E一∞0i．08SE一8∞8．140E一∞4戮怒慧Ii000E一0∞；鬻鬻蒸、：。。鬻m鳓潮§；s鳓一锵描#29s馘纛i嚣；瓣羹鍪攀i戮鬻麟。鋈i瑟黧雾jl1．41

8、3938㈨M№“N·m一日糕黧黧6、65&972．500S，917．∞2，S∞5．177．832国∞4．438．∞2脚Ⅱ．，．69S69200B。2、”吼珏1．75“2019j515∞鋈嬲妒巾屈服力：24i，275．200000(下转第75页)2017年第4期煤矿机电·75·3．3疲劳寿命结果分析将Ncode软件计算引擎设置为多应