EBZ 160型掘进机内伸缩截割臂有限元分析研究

摘要

本论文以EBZ160型掘进机及其内伸缩臂为对象，进行了以下研究工作。 分析了EBZ160型掘进机的主要结构、基本参数、工作原理、工作过程和典型工况；对整机进行了受力和稳定性分析，对内伸缩式截割臂进行了典型工况的受力分析，得到了典型工况下整机和截割臂主要力学参数的计算公式；利用SolidWorks建立了截割臂的三维模型、有限元分析模型；使用COSMOS软件对掘进机伸缩截割臂的伸缩保护筒、伸缩内筒、伸缩外筒、浮动密封架、截割头轴、花键套等进行了有限元分析，获得了主要零件的应力和变形。分析结果表明：截割臂的设计基本是合理的，但也存在薄弱环节。伸缩保护筒与前推油缸相连接销孔处变形量过大。利用已建立的实体模型对液压油缸接耳进行改进设计，并再次进行有限元计算，表明改进后的设计解决了变形过大的问题。 上述研究工作为掘进机分析和内伸缩臂的设计提供了参考，为截割臂结构的改进进行了有益的尝试。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1 绪论

1.1 掘进机国内外的研究

1.1.1 我国掘进机的发展概况

1.1.2 国外掘进机的研究概况

1.2 我国悬臂式掘进机的发展趋势

1.2.1 截割功率的不断提高

1.2.2 行走、装载、截割设计方面的发展方向

1.2.3 电控系统的发展方向

1.2.4 努力提高截割效率

1.2.5 提高机组的稳定性

1.2.6 悬臂式掘进机新技术的发展

1.3 我国煤矿主力机型简介

1.4 将有限元分析法用于研究掘进机截割伸缩机构的意义

1.5 论文的主要研究内容

2 EBZ 160 型掘进机基本结构和工作模式

2.1 掘进机伸缩臂的基本结构

2.2 EBZ 160 掘进机主要结构及技术参数

2.2.1 EBZ 160 掘进机主要结构

2.2.2 EBZ 160 掘进机技术参数

2.3 EBZ 160 掘进机工作原理及典型工况分析

2.3.1 工作原理

2.3.2 典型工况分析

2.4 本章小结

3 EBZ 160 掘进机受力分析

3.1 整机受力分析

3.1.1 轴向钻进情况下受力分析

3.1.2 向上摆动截割情况下受力分析

3.1.3 向下摆动截割情况下受力分析

3.1.4 左右摆动截割情况下受力分析

3.2 内伸缩截割臂的受力分析

3.2.1 向上摆动截割情况下受力分析

3.2.2 向下摆动截割情况下受力分析

3.2.3 左右摆动截割情况下受力分析

3.3 本章小结

4 掘进机截割臂的的实体建模和有限元分析

4.1 有限元法的理论基础

4.1.1 有限元法的概述

4.1.2 有限元法的基本思想

4.1.3 有限元法软件的结构及分析流程

4.1.4 有限元法在掘进机设计中的应用

4.2 SolidWorks软件简介

4.2.1 SolidWorks三维设计软件简介

4.2.2 SolidWorks软件的特点

4.3 掘进机悬臂的三维建模

4.3.1 伸缩内筒建模

4.3.2 截割头轴建模

4.3.3 花键套建模

4.3.4 浮动密封架建模

4.3.5 伸缩外筒的建模

4.3.6 伸缩保护筒建模

4.3.7 总装配图

4.4 有限元分析

4.4.1 伸缩外部有限元分析

4.4.2 伸缩内部有限元分析

4.5 伸缩截割臂结构改进

4.6 本章结论

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致 谢

作者简介及读研期间主要科研成果及发表的论文