采煤机摇臂研制及CAE分析

摘要

我国不仅是世界上最大的煤炭生产国，同时也是世界上最大的煤炭消费国。采煤机作为煤矿生产最为重要的设备，其性能不仅直接关系到采煤机及其机组设备的开机率和可靠性，而且决定着煤矿高产、高效的生产进程。
　　目前，大部分采煤机的传动系统中摇臂电机都位于老塘侧，在三机配套中处于刮板机运输链上方，电机直径的大小影响过煤空间的高度。国产电机受制造工艺水平的影响，电机直径普遍大于进口电机，尤其在薄煤层采煤机设计时，电机直径的大小对过煤高度的影响尤为突出。
　　该方案摇臂截割电机位于煤壁侧，避开刮板机运输链，增加过煤高度，对薄煤层摇臂设计有借鉴意义。
　　本课题运用CAE软件对采煤机截割部摇臂进行有限元分析，建立摇臂的有限元计算模型，分析应力和应变状态。
　　（1）对采煤机摇臂的结构和工作原理进行的分析，提出一个合理的简化模型。
　　（2）对仿真数据进行分析、验证模型受力，并找出了摇臂关键零部件设计上存在的薄弱点，为采煤机摇臂设计优化提供了明确的理论基础。

目录

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 采煤机设计及其可靠性研究的发展现状

1.3 课题研究的目的及意义

1.4 课题的主要工作

2 摇臂技术设计方案

2.1 工作面条件概述

2.2 常用布置方案对比

2.3齿轮材料及加工要求

2.4 圆柱齿轮减速传动机构设计

2.5 行星减速机构设计

2.6 本章小结

3传动机构齿轮强度校核计算

3.1计算说明

3.2第一级齿轮副强度校核计算

3.3第二级齿轮副强度校核计算

3.4第三级齿轮副强度校核计算

3.5第四级齿轮副强度校核计算

3.6第五级齿轮副强度校核计算

3.7太阳轮及行星轮强度校核计算

3.8行星轮及内齿圈强度校核计算

3.9计算数据统计

3.10本章小结

4 各轴滚动轴承寿命计算

4.1计算说明

4.2一轴轴承寿命计算

4.3二轴轴承寿命计算

4.4三轴轴承寿命计算

4.5四、五轴轴承寿命计算

4.6六轴轴承寿命计算

4.7计算数据统计

4.8本章小结

5 关键零部件的CAE分析计算

5.1 摇臂静态载荷分析

5.2 摇臂壳体有限元分析计算

5.3 行星架有限元分析计算

5.4内齿圈与摇臂壳体连接有限元分析计算

5.5 轴套的应力和变形情况

5.6本章小结

6 结论

致谢

参考文献