基于ANSYSWorkbench的推移槽结构改进强度对比分析

孔进

（宁夏天地奔牛实业集团有限公司，宁夏 石嘴山 753001）

0 引 言

煤炭井工开采时，顺槽刮板转载机将工作面刮板输送机的物料转运到皮带机，随着工作面的向前推进，顺槽刮板转载机推移槽为配置超前支架时，超前支架推移缸与推移槽耳板联接，推移顺槽转载机用。目前，我公司的推移槽在使用过程中部分出现推移耳板焊缝开裂甚至断裂现象，影响设备可靠性，增加维修强度，不利于现代化矿井高产高效综采工作面产能的不断提升。

1 有限元静力学分析

1.1 改进前静力学分析

如图1 所示，推移槽为对称结构，主要由凸头、凹头、上沿、耳板、立板、中板、底板等焊接而成。推移槽的耳板为悬臂结构，在与液压支架厂家配套时，已经将耳板厚度和耳板推移孔中心距确定。改进前耳板结构为：耳板插入立板，外侧与立板焊成15 mm 角焊缝，内侧与立板焊成V平加15 mm 角焊缝。

图1 改进前推移槽结构简图

图2 改进前的等效应力云图和应变云图

利用UG NX 进行三维建模，模型以Parasolid 格式导入到ANSYS Workbench 中，设置材料属性，进行网格划分，将底板约束为静止，在每个耳板联接孔处施加1 000 kN的水平推力载荷，进行求解计算，结果如图2 所示。

分析结果显示，应力最大点为耳板根部，与实际使用过程中失效位置一致。

1.2 改进后静力学分析

如图3 所示，改进后耳板结构为：中板与耳板做成一个零件，中板伸出立板，内外侧与立板焊成15 mm 角焊缝，并且耳板底部焊贴板，达到耳板要求厚度。

使用同样的方法，进行有限元分析，结果如图4 所示。

图3 改进后推移槽结构简图

图4 改进后的应力云图和应变云图

2 数据对比分析

表1 推移槽结构改进前后应力、应变对照表

对有限元分析数据进行整理得到表1。

对表1 的数据进行分析可知：结构改进之后，最大等效应力减少了约5.7%，总变形量减少了约11.8%。

3 结 论

采用UG NX 软件对推移槽建立了参数化三维模型，利用ANSYS Workbench 软件对推移槽结构改进前、后进行了静力学分析，得出了改进前、后应力和应变的数值，为推移槽的结构改进提供了理论依据。在实际使用过程中，改进后的结构不再出现耳板焊缝开裂、耳板断裂的情况，提高了产品的可靠性。

［1］ 刘鸿文.材料力学［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［2］ 成大先.机械设计手册［M］.4 版.北京：化学工业出版社，2002.

［3］ 浦广益.ANSYS Workbench 12 基础教程与实例详解［M］.北京：中国水利水电出版社，2010.