煤矿用掘进机截割臂轴套结构强度分析与改进

张欣宇

（阳泉市大阳泉煤炭有限责任公司，山西 阳泉 045000）

引言

煤炭资源作为我国经济社会发展不可或缺的能源之一，需求量逐年增加，因此对采掘机械的强度要求也越来越高[1]。我国煤炭资源分布不集中，使得各地区煤层的地质条件不尽相同，只有提高掘进机的工作能力才能适应较为复杂的煤层工况[2-4]。某型号掘进机因其较高的掘进效率、较低的能源消耗等优势取得了较为广泛的应用，得到了煤炭行业的认可。掘进机的工作环境恶劣，受力状况多变，工作冲击载荷较大，加大了掘进机结构部件出现破坏的可能[5]。截割臂作为直接截割煤层的关键部件，其工作的可靠性关系着整个掘进机能否安全稳定运行，其中轴套的强度和刚度至关重要[6]。因此对截割臂轴套进行仿真分析，找出应力集中位置进行优化改进具有重要的意义。

1 截割臂组成及工作原理

某型号掘进机为横轴式掘进机，其组成部件包括截割机构、回转机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统等，其中较为关键的截割机构包括工作臂、截割头、截割电动机、截割减速器等部件。截割机构运行时的驱动扭矩来源于交流电动机，经联轴器传输至减速器进行降速增扭，之后驱动截割头旋转工作。掘进机截割臂工作时的位姿调整由伸缩缸伸出缩回动作实现，确保煤炭巷道截面的均匀掘进。当煤炭巷道截面煤炭采掘完毕，掘进机行走机构前进，实现煤炭巷道深度方向的掘进，进而完成煤炭巷道掘进采煤。……