焊接叉形架装配图
掘进机叉形架在横摆和升降工况下的设计校核
Check the design of the Lifting arm of roadheader in the condition of yaw and lift
摘要
在煤炭工业中，悬臂式掘进机和采煤机共同作用于井下并对煤层进行截割，由于其工作环境恶劣，截割机构即叉形架受力复杂，工作过程中载荷波动范围较大。振动产生冲击载荷，影响叉形架的强度。为了大幅度提高掘进机的生产效率和机械化程度，对掘进机提出了更高的要求，要求掘进机对工作环境具有更好的适应性和更高的稳定性。
本文以EBZ150型悬臂式掘进机铸造型和拼焊型叉形架为研究对象。掘进机自下而上、自上而下、水平摆动时，叉形架受力复杂，主要包括法向阻力、切向阻力等，法向阻力方向不确定。此外，还存在动载荷的影响。此时，叉形架合理的结构决定了掘进机的工作性能和整机的稳定性，如不然会使掘进机的整体性能下降和疲劳断裂，甚至引发事故。本文采用有限元法对铸造拼焊叉形架进行了分析，并对其进行了强度校核，以优化设计和结构改进应力集中区或危险区。
(1)分析掘进机的工作过程和工作原理，根据图纸建立铸造型和拼焊型叉形架的三维实体模型。
(2)简化三维实体模型，通过分析计算叉形架在三种极限位置下，即水平位置、最高位置和最低位置的工作载荷，将掘进机在升降和横摆中，分多种工况对两种类型的叉形架进行有限元分析计算。
(3)利用有限元分析软件Solidworks对上述三种工况进行分析。通过分析，对比应力云图、位移云图等，发现叉形架在工作过程中容易损坏的部位并提出改进意见。
关键字：掘进机；拼焊型叉形架；铸造型叉形架；三维模型；有限元分析
目录
1绪论
1.1悬臂式掘进机的应用背景1
1.2悬臂式掘进机的结构组成和作用1
1.2.1掘进机主要结构2
1.2.2掘进机各结构的作用2
1.2.3掘进机截割部分中叉形架的主要作用4
1.3悬臂式掘进机的发展状况4
1.3.1国内外发展4
1.3.2发展现状及趋势5
1.4本的研究内容和意义6
1.4.1本的主要内容6
1.4.2本的研究意义6
1.5本章小结6
2铸造型叉形架8
2.1铸造型叉形架的结构设计8
2.1.1设计要求8
2.1.2总体设计8
2.2铸造叉形架三维模型建立8
2.2.1Solidworks软件介绍9
2.2.2模型建立9
2.3铸造型叉形架受力计算9
2.3.1单杆升降式活塞缸9
2.3.2工况分析10
2.4模型简化计算11
2.4.1上下垂直截割11
2.4.2左右横摆截割15
2.5叉形架有限元分析18
2.5.1定义材料19
2.5.2确定夹具19
2.5.3施加载荷19
2.5.4确定网格20
2.5.5运行有限元分析21
2.5.6结果分析27
2.6本章小结28
3拼焊型叉形架有限元分析29
3.1拼焊型叉形架的结构设计29
3.1.1设计要求29
3.1.2总体设计29
3.2拼焊型叉形架载荷模型建立29
3.3拼焊型叉形架受力分析30
3.3.1垂直升降力30
3.3.2水平摆动力31
3.4有限元分析31
3.4.1工况一叉形架位于水平位置33
3.4.2工况二叉形架位于最高位置34
3.4.3工况三叉形架位于最低位置34
3.4.4工况四叉形架在最高、最低位置横摆35
3.4.5结果分析35
3.5本章小结36
4两种掘进机叉形架特点37
4.1竖直升降工况下两种叉形架应力对比37
4.2横摆工况下两种叉形架应力对比37
4.3本章小结37
5结论与展望38
5.1主要结论38
5.2展望38
参考文献40
致谢41
叉形架铸造
叉形架三维图
设计所包含文件
字数
摘要
焊接叉形架装配图明细栏
