机械5

焊接型截割臂的结构设计 Structure desig
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ng arm 摘要 在很多工程建设当中，掘进机扮演了一个极其重要的角色，因为它的工作环境很复杂、很恶劣而且维修不方便，所以需要对它的结构进行精心设计和强度校核。在掘进机工作中，如果截割臂失效，那么掘进机整体的工作都不能进行下去，这就会导致效率的降低，工程的延缓，对企业带来非常大的经济损失。因此有必要运用现代技术首手段对截割臂进行分析，并针对特定的结构进行改进设计，使掘进机整体的结构以及工作性能得到提高，增加其稳定性与可靠性。 本设计主要运用Solidworks软件对截割臂的五种典型工况进行力学分析与强度校核的研究。首先运用Solidworks软件建立截割臂的实体模型，然后进行模型简化，进行相关的力学分析。 通过有限元分析对截割臂的五种典型工况进行强度校核，得出截割臂的应力变化数值，并进行分析对比。 本设计中对截割臂特定结构的改进设计进行了试验，并得出了具有一定价值的结论。 关键词：悬臂式掘进机；截割臂；力学分析；强度校核 目录 摘要1 1绪论1 1.1悬臂式掘进机的组成1 1.2主要研究内容及意义2 2焊接型掘进机截割臂结构初步设计4 2.1Solidworks软件和CAXA软件的简介4 2.1.1Solidworks软件的简介4 2.1.2CAXA软件的简介5 2.2焊接型掘进机关键零部件的三维模型建立5 2.2.1焊接型掘进机截割臂的设计要求6 2.2.2焊接型掘进机截割臂的初步设计过程6 2.2.3生产加工方式的选择7 2.2.4材料的选择7 2.2.5焊接型截割臂的基本结构的初步设计8 3焊接型截割臂的分析计算16 3.1液压油缸的选择及受力分析16 3.2截割臂在竖直工况下的受力分析18 3.3截割臂在横摆工况下的受力分析22 3.4对前法兰盘厚度为60mm的截割臂模型进行强度校核23 3.4.1模型简化23 3.4.2网格尺度的确定24 3.4.3不同工况下的强度校核24 4焊接型掘进机截割臂结构的改进设计30 4.1焊接型掘进机截割臂结构的改进设计30 4.1.1对前法兰盘厚度为57mm的截割臂的模型建立30 4.2焊接型掘进机截割臂结构的改进设计的受力分析30 4.2.1截割臂在竖直工况下的受力分析30 4.2.2截割臂在横摆工况下的受力分析34 4.3对前法兰盘厚度为57mm的截割臂模型进行强度校核35 4.3.1模型简化35 4.3.2网格尺度的确定36 4.3.3不同工况下的强度校核36 5结论与展望43 5.1总结43 5.2主要结论43 5.3展望43 参考文献45 致谢46