基于ABAQUS的掘进机主机架及回转台结构强度的分析

陈 哲

（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046600）

引言

矿用掘进机是煤矿开采中的关键设备[1]，但由于煤层开采时经常会随机掉落煤石，一旦冲击在掘进机设备上，将极容易使得设备出现故障，加上掘进机一般处于超负荷、超长时间状态作业，增加了其设备的失效风险。主机架及回转台作为掘进机中的关键部件，经常会因外界冲击载荷过大、回转区域有煤灰聚集，使得其结构出现了结构变形、局部开裂、部分区域断裂等失效问题，一旦此部件出现故障，将极可能使得掘进机处于停机维修状态，严重影响煤矿开采效率及井下作业安全[2]。为此，利用当前成熟的有限元分析方法来掌握其结构的综合性能成为一种重要方法。为此，重点分析掘进机结构特点基础上，开展了主机架及回转台的仿真模型建立及综合性能研究，提出了其结构优化改进的措施，这对提高主机架及回转台的结构性能及使用寿命，保证掘进机高效生产具有重要作用。

1 掘进机结构

掘进机作为煤矿生产中的关键设备，其结构类型相对较多，包括全断面掘进机、部分断面掘进机，细分又可分为单护盾式、双护盾式、纵轴式等类型。其结构主要包括截割头、主机架及回转台、行走部、升降及回转油缸、水路冷却系统、后支撑部、截割臂、液压系统、润滑系统等部分[3]，如图1 所示。其中，截割部是与主机本体之间的重要连接件，回转台可实现截割部的左右旋转，是大型的焊接结构，容易产生疲劳裂纹[4]。……