EBZ-160型掘进机内伸缩臂参数优化设计

论文摘要

目前,部分断面掘进机在我国矿业生产中得到了广泛应用,论文简要介绍了掘进机国内外发展概况及其在我国的应用情况,分析了我国掘进机伸缩臂的研究设计水平。指出了截割头内伸缩臂研究的意义。本文以EBZ-160部分断面掘进机为例,介绍了其主要结构、基本参数、工作原理,分析了内伸缩截割臂的结构和工作原理。通过对伸缩截割臂运动和力学的分析,得到了其不同工况下的数学模型。利用SolidWorks软件对掘进机伸缩截割臂的截割头主轴、花键套、伸缩内筒、伸缩外筒、伸缩保护筒和浮动密封架进行三维建模,并完成装配,再使用Simulation软件对装配体进行有限元分析,对主要零件的分析结果进行处理,得到其应力和位移。结果发现,EBZ-160型掘进机内伸缩臂整体受力和变形均匀,无明显突变现象,但伸缩外筒和伸缩内筒变形较大,磨损严重,这与其实际工作情况相符。比较各影响因素对伸缩内筒和伸缩外筒变形的影响度的大小。指出,外部载荷对其影响最大,伸缩量影响次之。提出,应根据不同的煤岩硬度采取不同的截割速度,这样能较好的保护伸缩臂和保证生产效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 掘进机的国内外研究
• 1.1.1 我国掘进机发展情况
• 1.1.2 国外掘进机发展情况
• 1.2 悬臂式掘进机发展的趋势
• 1.3 我国煤矿主力机型简介
• 1.4 掘进机内伸缩臂研究的意义
• 1.5 论文的主要研究内容
• 2 EBZ-160型掘进机基本结构和技术参数
• 2.1 EBZ-160型掘进机主要结构和工作原理
• 2.1.1 EBZ-160型掘进机主要结构
• 2.1.2 工作原理
• 2.1.3 EBZ-160型掘进机内伸缩臂
• 2.2 技术参数
• 2.2.1 主体
• 2.2.2 切割结构
• 2.2.3 装运机构
• 2.2.4 行走机构
• 2.2.5 液压系统
• 2.3 本章小结
• 3 截割臂运动和力学研究
• 3.1 运动规律
• 3.1.1 截割臂垂直升降速度
• 3.1.2 截割臂水平摆动速度
• 3.1.3 截割臂轴向顶进速度
• 3.2 力学研究
• 3.2.1 整机受力稳定性分析
• 3.2.2 内伸缩截割臂受力分析
• 3.3 本章小结
• 4 EBZ-160型掘进机内伸缩臂三维建模和有限元分析
• 4.1 SolidWorks软件
• 4.1.1 简述
• 4.1.2 SolidWorks软件特点
• 4.1.3 SolidWorks三维实体建模过程
• 4.2 有限元方法简介
• 4.2.1 有限元方法概述
• 4.2.2 有限元方法分析基本思路
• 4.3 SolidWorks Simulation简介
• 4.3.1 SolidWorks Simulation概述
• 4.3.2 SolidWorks Simulation分析过程
• 4.4 掘进机伸缩臂关键零件的实体建模
• 4.4.1 主轴建模
• 4.4.2 伸缩内筒建模
• 4.4.3 花键套建模
• 4.4.4 浮动密封架建模
• 4.4.5 伸缩外筒建模
• 4.4.6 伸缩保护筒建模
• 4.4.7 装配体建模
• 4.5 掘进机伸缩臂有限元分析
• 4.5.1 连接条件的设定
• 4.5.2 约束条件和载荷的设定
• 4.5.3 网格划分
• 4.5.4 结果分析
• 4.6 本章小结
• 5 EBZ-160型掘进机内伸缩臂参数优化
• 5.1 缩小伸缩量变形分析
• 5.2 降低作用力变形分析
• 5.3 降低扭矩变形分析
• 5.4 结果分析
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 附录4
• 附录5
• 附录6
• 附录7
• 附录8
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果
• 攻读硕士学位期间发表的论文