采煤机内齿圈与摇臂连接组件强度分析与改进

卢闫满

（西山煤电马兰矿，山西 古交 030200）

引言

我国煤炭资源储量丰富，分布较为分散，因地质条件差异，各地的煤层硬度厚度等存在较大的差异[1]。采煤机内齿圈与摇臂连接组件作为采煤机掘进工作的重要结构[2-3]，直接关系着采煤机工作以及企业的产能和效率，得到了煤炭行业的广泛关注[4]。内齿圈与摇臂连接组件结构较为复杂，传统设计计算工作繁重，周期较长，但随着计算机技术的发展，计算机仿真技术应运而生，并在结构设计优化领域得到了较为广泛的应用，取得了很好的效果[5-6]。因此，针对某型号采煤机截割较硬煤层时内齿圈与摇臂连接组件经常出现故障的问题，借助ANSYS 有限元仿真开展其强度分析。

1 采煤机内齿圈与摇臂连接组件分析

摇臂作为采煤机煤炭掘进工作功能实现的关键部件，其结构的设计不仅需要考虑底座连接结构，还需考虑截割滚筒结构，故而将其设计成分体式结构。常用的采煤机内齿圈与摇臂之间采用高强度螺栓连接，具体连接方法如下：内齿圈的连接端为法兰结构，与摇臂壳体对应法兰盘对接，通过22 个高强度普通螺栓连接在一起。因受到采煤机内齿圈和滚筒结构尺寸、安装空间的限制，内齿圈连接端部法兰位置的螺栓孔采用沉孔结构，节省螺栓连接空间，满足采煤机整体结构连接的要求。

2 有限元仿真分析

2.1 三维模型建立

采煤机内齿圈与摇臂连接组件连接采用了22支高强度螺栓，运用SolidWorks 三维软件完成内齿圈与摇臂连接组件的模型建立。……