薄煤層采煤機可靠性與疲勞壽命研究.pdf

1、　　我國薄煤層資源豐富，分布廣泛，實現(xiàn)薄煤層的機械化高效開采是煤炭工業(yè)亟待解決的一個課題。作為其開采的重要機械，薄煤層采煤機也正朝著大功率、多電機驅動、無鏈交流電牽引的方向發(fā)展。因此，對薄煤層采煤機關鍵零件可靠性和疲勞壽命的研究顯得尤為重要。
　　以某煤機公司“MG2×70/325-BWD 型薄煤層采煤機關鍵零部件可靠性研究”項目為依托，基于虛擬樣機技術，以剛柔耦合多體系統(tǒng)動力學和疲勞累積損傷理論為基礎，通過Pro/Engine

2、er、ADAMS、ANSYS以及nSoft構造協(xié)同仿真平臺，建立了關鍵零件為柔性件的采煤機剛柔耦合虛擬樣機模型。根據(jù)采煤機技術參數(shù)和受力情況，推導出了采煤機牽引阻力的取值范圍，并驗證了牽引阻力參數(shù)設置的正確性?；贛atlab編程，獲得了截全煤、挑頂、割底和截割包裹體四種工況下的載荷文本。通過ADAMS動力學仿真分析，發(fā)現(xiàn)：強度方面，各關鍵零件在斜切進刀階段受力最為惡劣，平穩(wěn)截割中受力較小，牽引部二級行星架結構最為薄弱；剛度方面，殼體整

3、體變形較大，截割部行星架主要發(fā)生彎曲變形和扭轉變形，而牽引部行星架主要發(fā)生扭轉變形。通過對比分析提出了對牽引部殼體和牽引部二級行星架的優(yōu)化措施。基于動力學仿真結果中各柔性構件關鍵節(jié)點的主應力載荷，獲得了原始載荷譜，再進行雨流計數(shù)和外推處理后得到了用于疲勞壽命分析的目標載荷譜。通過疲勞壽命計算，得到了在截割全煤工況下各零件的最低疲勞壽命循環(huán)次數(shù)和疲勞壽命云圖，研究表明各零件疲勞壽命循環(huán)次數(shù)與載荷譜最大值、有效值以及材料屬性直接相關。