采煤机数字化建模与关键零部件有限元分析

发布时间：2017-04-19 20:02

  本文关键词：采煤机数字化建模与关键零部件有限元分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文在综述国内外采煤机研发应用及设计方法发展现状与趋势的基础上,针对国内普遍采用的“样机设计→制造物理样机→物理样机试验→改进设计→小批量制造及批量制造”的采煤机研发过程,存在设计效率与设计质量低、研发周期长等不足,以国内某煤矿机械制造企业设计生产的MG900/2210-WD型采煤机为对象,将CAE关键技术应用到采煤机的设计研发过程中,完成了以下主要工作: 利用数字化样机技术,在Solidworks环境下,依据MG900/2210-WD型采煤机初始设计CAD图纸信息建立了三维零部件图库,再通过自下而上的三维装配,建立了采煤机的数字化样机;在软件环境下,通过采煤机数字化样机的运行仿真进行干涉检查,验证了初始结构设计的正确性;依据所建设数字化样机,确定了该型号采煤机的重心位置,为采煤机设计和“三机”选型配套提供了依据;为了进一步研究初始设计的可靠性,对采煤机关键零部件如摇臂、调高油缸、扭矩轴、齿轨轮、滑靴、液压拉杠、截齿等进行了有限元分析,得到了各关键零部件的应力云图及应力应变数据,通过对有限元结果的分析,进而提出了改进建议。 以上研究表明,对于采煤机采用“样机设计→数字化建模→运动学仿真→有限元分析→制造物理样机→物理样机试验→改进设计→小批量制造及批量制造”的研发过程,能有效地提高设计效率与设计质量,大大缩短研发周期,节约研发成本。
【关键词】：采煤机 数字化样机 有限元分析 改进方案
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TD421.6
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 选题的背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外采煤机研究现状11-13
• 1.2.2 国内采煤机研究现状13-14
• 1.2.3 国内外采煤机有限元分析研究现状14-15
• 1.3 本课题主要研究目标、内容与技术路线15-18
• 1.3.1 研究目标15
• 1.3.2 研究内容15-17
• 1.3.3 技术路线17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 2 采煤机数字化样机及有限元理论基础19-29
• 2.1 采煤机简述19-20
• 2.2 采煤机设计方法概述20-21
• 2.2.1 传统采煤机设计研究方法20
• 2.2.2 现代采煤机设计研究方法20-21
• 2.3 有限元分析理论基础21-28
• 2.3.1 有限元法的基本思想21
• 2.3.2 有限元法的基本方程21-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 采煤机数字化样机建模与干涉检查29-36
• 3.1 采煤机零部件三维模型建立29-32
• 3.2 装配流程32-33
• 3.3 采煤机重心的确定33-34
• 3.4 采煤机运动干涉检查34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 4 采煤机关键零部件有限元分析36-54
• 4.1 采煤机摇臂有限元分析36-39
• 4.1.1 摇臂的结构特点36
• 4.1.2 摇臂有限元模型的建立36-37
• 4.1.3 有限元结果37-38
• 4.1.4 分析与改进38-39
• 4.2 采煤机调高油缸的有限元分析39-41
• 4.2.1 调高油缸的简介39
• 4.2.2 调高油缸的有限元分析39-41
• 4.2.3 分析与改进41
• 4.3 采煤机扭矩轴有限元分析41-44
• 4.3.1 扭矩轴的结构特点及性能分析41-42
• 4.3.2 扭矩轴有限元模型的建立42
• 4.3.3 有限元结果42-43
• 4.3.4 分析与改进43-44
• 4.4 采煤机齿轨轮有限元分析44-46
• 4.4.1 行走部传动齿轮的简单介绍44
• 4.4.2 齿轮有限元模型的建立44-45
• 4.4.3 创建接触对，约束及载荷分布45
• 4.4.4 模型的网格划分45-46
• 4.4.5 有限元结果46
• 4.5 采煤机支撑滑靴的有限元分析46-48
• 4.5.1 支撑滑靴的结构特点46
• 4.5.2 支撑滑靴的有限元分析46-47
• 4.5.3 有限元结果47-48
• 4.6 采煤机导向滑靴有限元分析48-49
• 4.6.1 导向滑靴有限元模型的建立48
• 4.6.2 导向滑靴网格划分48-49
• 4.6.3 有限元结果49
• 4.6.4 分析与改进49
• 4.7 采煤机液压拉杠有限元分析49-51
• 4.7.1 液压拉杠简介49-50
• 4.7.2 拉杠力学计算50
• 4.7.3 拉杠有限元模型的建立50-51
• 4.7.4 分析与改进51
• 4.8 采煤机截齿的有限元分析51-52
• 4.8.1 截齿的结构特点及性能分析51
• 4.8.2 截齿有限元模型的建立51-52
• 4.8.3 有限元结果52
• 4.9 本章小结52-54
• 5 调高油缸虚拟试验54-56
• 5.1 调高油缸虚拟型式试验54-55
• 5.1.1 活塞杆全行程150%额定工作阻力试验54
• 5.1.2 全行程活塞腔125%额定泵压试验54-55
• 5.1.3 最小行程活塞杆腔125%额定泵压试验55
• 5.2 本章小结55-56
• 6 结论56-58
• 6.1 结论56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-60

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 甄凤博;伍学秋;张景晖;;基于ANSYS的采煤机支撑腿优化设计[J];煤矿机械;2011年12期

2 张艳军;雷美荣;;采煤机可靠性有限元分析[J];山西大同大学学报(自然科学版);2013年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 仇海柱;沥青混凝土摊铺机伸缩式熨平板数字化建模与有限元分析[D];吉林大学;2011年

2 郭冬梅;采煤机牵引部调速系统研究与关键零件的优化[D];辽宁工程技术大学;2011年

3 刘旭南;基于虚拟样机技术的采煤机建模与仿真研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

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本文编号：317010