采煤机扭矩轴承载性能的仿真研究

赵 虎

（晋能控股煤业集团四台矿， 山西 大同 037000）

引言

我国具有储量丰富的煤炭资源，采煤机是进行煤炭开采的重要设备，目前我国使用的主要是滚筒式采煤机。滚筒式采煤机采用滚筒自动截割的方式进行煤炭的开采，可以降低井下作业人员的工作强度，提高煤矿开采的安全性。在采煤机进行开采的过程中，由于井下工作条件复杂，且煤层分布不均，采煤机所受到的负载复杂多变，对采煤机的性能具有较高的要求。

为使采煤机设备避免由于受到较大的载荷或冲击作用而受损，通常将扭矩轴安装于截割滚筒和传动系统之间。扭矩轴作为过载保护的装置，当有较大的载荷或冲击作用时，扭矩轴设有卸荷槽结构[1]，可以及时断裂，避免截割电机受到损坏，在正常工作过程中，扭矩轴的存在可以起到一定的减振作用，使得截割部分的传动更加平稳。因此，扭矩轴断裂值的设定对于采煤机的运行具有直接的影响，过大或过小的断裂值都会影响采煤机的寿命及效率[2]。对采煤机扭矩轴的承载进行分析，可以更加有效地设定扭矩轴的断裂值，优化扭矩轴的结构，从而可以提高采煤机的工作可靠性，保证采煤机的高效运行。

1 扭矩轴有限元模型的建立

由于煤层中煤矸石等各种杂质的存在，使得采煤机容易受到冲击或者过载作用，这时需要扭矩轴自身产生断裂，实现保护采煤机的作用。扭矩轴采用缺口断裂效应的方式进行设计，在扭矩轴的颈部位置设计有卸荷槽[3]，使扭矩轴在卸荷槽处产生应力集中，在发生冲击或者过载时，扭矩轴的卸荷槽处承载最大，在此处发生断裂。……