采煤机截割摇臂壳体的设计与性能分析

杜 焕

（大阳泉煤炭有限责任公司，山西 阳泉 045000）

引言

摇臂运行过程中壳体受力情况复杂多变，其承受内部组件重力的同时还要承受采煤冲击载荷，因此对其机械性能要求极高[1-2]。常见的摇臂壳体故障形式有断裂、轴孔变形或压溃、整体变形等，一旦出现故障，将会影响煤炭的采掘效率，给企业造成较大的经济损失[3-4]。研究表明，国内摇臂壳体的综合机械性能落后于国外同等产品，经常出现拉裂以及扭断等问题，制约了国产采煤机的可靠性和效率[5]。世界上较为先进的采煤机型号为MG900/2400-WD，其平均采高超过了3.6 m，工作面长度超过了300 m，近水平工作面时的产煤量高于1 000 万t/年，割煤牵引速度高达17.5 m/min，摇臂壳体性能参数中抗拉强度≥700 MPa，屈服强度≥550 MPa[6]。基于上述性能目标开发新的采煤机摇臂壳体，对提高国产采煤机的工作可靠性和技术水平具有重要意义。

1 摇臂结构与功能

摇臂作为采煤机机身和滚筒可靠连接的重要组件，既起着支撑截割电机的作用，又是截割传动系统的箱体。采煤作业时采煤机滚筒高度的调整功能主要由摇臂的摆动实现，同时也是截割滚筒驱动力矩的主要传动装置，因此必须保证摇臂具有足够的强度、刚度和可靠性，才能确保采煤机的正常工作运行。图1 为采煤机截割摇臂的外形结构，其具体功能如下：为截割滚筒传递动力，驱动截割滚筒按照指定参数进行旋转运动；接收驱动电机输出的高速低扭矩运动，进行降速增扭，适应复杂煤层截割的动力要求；……