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EBZ-160型掘进机内伸缩臂参数优化设计

作　者: 朱家祥
导　师: 张安宁
学　校: 安徽理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 掘进机伸缩臂磨损 SolidWorks 有限元分析参数优化
分类号: TD421.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
引　用: 2次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
引言  11-12
1 绪论  12-18
  1.1 掘进机的国内外研究  12-15
    1.1.1 我国掘进机发展情况  13-14
    1.1.2 国外掘进机发展情况  14-15
  1.2 悬臂式掘进机发展的趋势  15-16
  1.3 我国煤矿主力机型简介  16
  1.4 掘进机内伸缩臂研究的意义  16-17
  1.5 论文的主要研究内容  17-18
2 EBZ-160型掘进机基本结构和技术参数  18-23
  2.1 EBZ-160型掘进机主要结构和工作原理  18-21
    2.1.1 EBZ-160型掘进机主要结构  18-19
    2.1.2 工作原理  19
    2.1.3 EBZ-160型掘进机内伸缩臂  19-21
  2.2 技术参数  21-22
    2.2.1 主体  21
    2.2.2 切割结构  21
    2.2.3 装运机构  21-22
    2.2.4 行走机构  22
    2.2.5 液压系统  22
  2.3 本章小结  22-23
3 截割臂运动和力学研究  23-33
  3.1 运动规律  23-26
    3.1.1 截割臂垂直升降速度  23-24
    3.1.2 截割臂水平摆动速度  24-26
    3.1.3 截割臂轴向顶进速度  26
  3.2 力学研究  26-32
    3.2.1 整机受力稳定性分析  26-29
    3.2.2 内伸缩截割臂受力分析  29-32
  3.3 本章小结  32-33
4 EBZ-160型掘进机内伸缩臂三维建模和有限元分析  33-54
  4.1 SolidWorks软件  33-34
    4.1.1 简述  33
    4.1.2 SolidWorks软件特点  33
    4.1.3 SolidWorks三维实体建模过程  33-34
  4.2 有限元方法简介  34-35
    4.2.1 有限元方法概述  34
    4.2.2 有限元方法分析基本思路  34-35
  4.3 SolidWorks Simulation简介  35-36
    4.3.1 SolidWorks Simulation概述  35
    4.3.2 SolidWorks Simulation分析过程  35-36
  4.4 掘进机伸缩臂关键零件的实体建模  36-41
    4.4.1 主轴建模  36-39
    4.4.2 伸缩内筒建模  39
    4.4.3 花键套建模  39
    4.4.4 浮动密封架建模  39-40
    4.4.5 伸缩外筒建模  40
    4.4.6 伸缩保护筒建模  40-41
    4.4.7 装配体建模  41
  4.5 掘进机伸缩臂有限元分析  41-53
    4.5.1 连接条件的设定  42
    4.5.2 约束条件和载荷的设定  42-43
    4.5.3 网格划分  43
    4.5.4 结果分析  43-53
  4.6 本章小结  53-54
5 EBZ-160型掘进机内伸缩臂参数优化  54-60
  5.1 缩小伸缩量变形分析  54-56
  5.2 降低作用力变形分析  56-57
  5.3 降低扭矩变形分析  57-59
  5.4 结果分析  59
  5.5 本章小结  59-60
6 总结与展望  60-61
  6.1 总结  60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-63
附录  63-71
  附录1  63
  附录2  63-64
  附录3  64
  附录4  64-65
  附录5  65-66
  附录6  66-67
  附录7  67-69
  附录8  69-71
致谢  71-72
作者简介及读研期间主要科研成果  72
攻读硕士学位期间发表的论文  72

EBZ-160型掘进机内伸缩臂参数优化设计

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