机械5

整体铸造型截割臂的结构设计 The structure desig
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ng boom 摘要 近年来，人类对能源的消耗发生着很大的改变，随之而来的是国家关于能源计划的更新。煤炭资源的利用也在不变的变化，如何更高效率地开采煤炭资源推动能源的综合利用也成为了现在应该重点思考的问题。 为了适应我国煤矿开采现状，提高我国采煤事业的工作效率及工作质量，增加井下工作安全指数，减少井下危险事故的发生，要保证的是采掘机械的性能。倘若采掘机械性能得到保证，这些问题就会得到解决。煤矿开采的环境复杂,掘进机的工作环境适应性需要相当好,才能够保证煤炭的开采更加顺利地进行。掘进机的截割能力很大一部分是决定于其所需要的截割机构,在实际的使用中因为其截割所带来的振动,往往对掘进机的运行速度和工作效率造成很大的影响,因此，其结构设计及载荷能力就显得尤为重要，对提高改进掘进机工作性能具有重大意义。所以，通过设计性能优良的叉形架，提高掘进机的性能，进而提高采煤事业的工作效率及质量。 本文主要设计铸造型截割臂，即铸造型叉形架。根据基础数据和网上查询资料，最终设计完成铸造型叉形架，并建立铸造型叉形架的三维模型，并在此基础上对其进行模型简化，计算掘进机在截割煤层时截割臂所受到的载荷并利用Solidworks对其进行有限元分析，根据应力云图、应变云图、位移云图发现设计截割臂的薄弱环节并进行优化。 关键词：掘进机；叉形架；铸造；结构改进；有限元分析 目录 1绪论1 1.1引言1 1.1.1研究背景1 1.1.2课题的目的及意义4 1.2国内外研究现状4 1.2.1掘进机在国外的发展现状4 1.2.2掘进机在国内的发展现状5 1.3本文主要研究内容7 2整体铸造型截割臂结构的初步设计8 2.1对三维建模软件Solidworks的介绍8 2.2整体铸造型截割臂的结构的初步设计8 2.2.1掘进机叉形架的传动方式如图所示11 2.2.2掘进机叉形架的基本结构的初步设计： 11 2.2.3叉形架三维模型的建立17 3整体铸造型截割臂的分析计算18 3.1分析计算的方法及步骤18 3.2不同工况下的载荷19 3.2.1在竖直工况下的载荷计算： 19 3.2.2在横摆工况下的载荷计算23 3.3受力分析25 3.3.1对模型一进行受力分析： 25 3.2.2对模型二进行分析，检验其结构的合理性30 4整体铸造型掘进机截割臂结构的优化改进设计38 4.1叉形架结构薄弱区的确定38 4.2结构改进及分析38 5结论41 致谢42 参考文献44