煤矿用掘进机截割臂后座板强度分析与改进

李建国

（山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司，山西 临汾 041000）

引言

近年来随着煤炭需求量的不断增加，煤炭掘进工作产量不断增大，对传统掘进机的工作可靠性提出了更高的要求[1]。煤矿掘进工作面环境极为恶劣，如潮湿、腐蚀气体侵蚀、受力情况复杂多变等，对于掘进机结构部件的强度要求较高，一旦出现故障，不仅影响煤炭掘进的产量和效率，严重的还会造成事故，给企业带来不可估量的损失[2-4]。截割臂作为掘进机实现掘进功能的关键部件，其工作的安全性问题至关重要，尤其是其后座板，现已引起了各界的关注[5-6]。因此针对某煤炭企业服役掘进机对截割臂可靠性要求较高的现状，以截割臂后座板为研究对象，借助ANSYS 有限元仿真分析软件，开展掘进机截割臂后座板强度分析与改进工作具有重要的意义。

1 煤炭截割原理概述

掘进机作为煤炭采掘工作中极为关键的重型设备，随着煤炭需求量的增加，对其应用需求越来越多。目前应用较为广泛的掘进机多为横轴式结构，主要由截割机构、回转机构、装运机构、行走机构和电气辅助机构组成。截割机构作为掘进机直接进行煤炭采掘的关键部件，其工作可靠性要求最高，也是经常出现故障的部件。截割机构主要由工作臂、截割头、电动机、减速器等组成，工作原理如下：电动机输出的扭矩经过联轴器输入减速器，完成降速增扭之后输送至截割头驱动其连续转动；截割臂工作过程中左右动作调整通过液压系统控制伸缩油缸的动作实现，截割头的前进动作通过掘进机行走机构向前推进实现，最终实现整个煤炭巷道的均匀开采推进。……