EBZ-135型悬臂式掘进机回转台的优化设计

论文摘要

悬臂式掘进机是综掘机械化系统中的主力设备,其工作环境复杂恶劣,载荷变化幅度很大,所以一些关键零部件的设计可靠性就成为我们研究的重点。回转台是掘进机的重要组成部分,它连接机架、支撑截割臂,实现截割头的钻进掏槽、扫落煤岩、截割臂的升降、回转等各项运动,并承受来自截割头的复杂多变的冲击载荷。所以对回转台的初步设计进行强度校核,针对强度薄弱的区域进行结构改进和优化设计是很有必要的。本课题以EBZ-135型悬臂式掘进机（以下简称掘进机）回转台为研究对象,采用三维建模软件UG完成掘进机回转机构实体模型的创建,装配完后导入到仿真软件ADAMS中建立虚拟样机,进行运动学仿真及动力学仿真,得出回转台的载荷边界条件,利用仿真结果在有限元分析软件ANSYS中对回转台进行有限元分析。主要研究内容如下:1)回转台与相邻部件的静态及动态干涉检验（1）利用UG软件主要创建以下零件:回转台、回转和升降油缸、截割机构、机架简化模型,然后进行虚拟装配,最终完成掘进机三维简化模型,然后进行简单静态干涉检查。（2）创建掘进机回转机构的虚拟样机模型,然后进行虚拟样机的运动学仿真,最后进行回转机构的动态干涉检验。2)确定回转台受力的大小首先建立回转机构的动力学虚拟样机,然后掘进机横摆和钻进两种工况动力学仿真,最后确定回转台的受力3)对回转台进行有限元分析首先做回转台的有限元分析,校核回转台各项性能及分析危险部位应力分布情况,然后在以上基础上改进回转台的结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究目的和意义
• 1.2 悬臂式掘进机回转台的国内外研究动态
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 回转台与相邻部件的静态干涉的检验
• 2.1 UG 软件介绍
• 2.2 建立回转机构的三维模型
• 2.2.1 模型简化说明
• 2.2.2 建立回转台的三维模型
• 2.2.3 建立各相邻部件的三维模型
• 2.3 回转机构的三维模型装配
• 2.4 回转机构的静态干涉检查
• 2.5 本章小结
• 第三章 回转机构的动态干涉的检验
• 3.1 建立回转机构的运动学虚拟样机
• 3.1.1 回转机构三维模型的简化
• 3.1.2 把UG 中的回转机构三维模型导入ADAMS
• 3.1.3 定义个部件间的运动副
• 3.1.4 设置运动参数
• 3.1.5 回转机构虚拟样机的检验
• 3.2 回转机构运动学仿真
• 3.2.1 设定仿真时间与步长
• 3.2.2 运动学仿真
• 3.3 回转机构的动态干涉检验
• 3.4 本章小结
• 第四章 确定回转台受力的大小
• 4.1 回转台的受力分析
• 4.2 横摆和钻进工况回转机构动力学仿真
• 4.2.1 ADAMS 仿真求解器的选择
• 4.2.2 横摆工况动力学仿真
• 4.2.3 截割头钻进工况动力学仿真
• 4.3 本章小结
• 第五章 回转台有限元分析及优化
• 5.1 ANSYS 软件介绍
• 5.2 回转台实体模型的导入
• 5.3 建立回转台的有限元模型
• 5.3.1 设定材料参数和系统单位
• 5.3.2 选用单元类型
• 5.3.3 划分网格
• 5.3.4 边界条件及载荷的确定
• 5.4 回转台有限元分析
• 5.5 回转台改进方案
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文