采煤機截割部殼體動態(tài)特性及熱-結(jié)構(gòu)耦合分析.pdf

1、隨著我國薄煤層資源開采量的日益提高，薄煤層采煤機的工作安全可靠性變得尤為重要，由于工作環(huán)境惡劣，薄煤層采煤機在工作過程中會產(chǎn)生劇烈的振動以及隨之而來的噪聲、瞬時沖擊力引起的局部破壞、長時間運行導(dǎo)致的高溫膠合變形等問題，以上種種現(xiàn)象會加速采煤機的疲勞破壞，對操作人員的安全造成威脅。因此，利用虛擬樣機技術(shù)模擬真實環(huán)境下的采煤機工作狀態(tài)，分析研究其動態(tài)特性及結(jié)構(gòu)強度可以有效地解決上述問題或提早對問題進行預(yù)測，避免不必要的損失。
　　本文

2、以某新型薄煤層采煤機為研究對象，以多體動力學(xué)理論、振動學(xué)理論、多場耦合分析理論等為基礎(chǔ)，利用Pro/E、ADAMS和ANSYS Workbench等軟件實現(xiàn)了對新型薄煤層采煤機截割部殼體的協(xié)同仿真。
　　為研究采煤機工作時的穩(wěn)定性，對截割部殼體進行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得到殼體的固有模態(tài)、相應(yīng)振型和正弦載荷激勵下殼體關(guān)鍵位置的位移響應(yīng)曲線，與截割部各種激勵頻率進行比較分析，得到采煤機截割部殼體振動特性與激勵頻率的關(guān)系。
　

3、　考慮到采煤機工作過程中可能出現(xiàn)的強度不足等問題，對殼體進行了熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，首先通過計算齒輪摩擦發(fā)熱、軸承摩擦發(fā)熱、齒輪攪油發(fā)熱、油封摩擦發(fā)熱等對截割部進行熱分析，得到殼體的溫度分布云圖，在此基礎(chǔ)上進行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析下，得到殼體的應(yīng)力及變形云圖，并與未考慮溫度場時的分析結(jié)果進行比較，得到了溫度場對殼體結(jié)構(gòu)強度的影響。對殼體進行疲勞壽命預(yù)測，將疲勞壽命不足位置進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進，增大部分過渡圓角半徑后的殼體應(yīng)力集中明顯消失，熱-結(jié)構(gòu)耦