新型冲击破岩掘进机工作机构疲劳寿命研究

"该文研究了新型冲击破岩掘进机工作机构的疲劳寿命，通过虚拟样机仿真模型分析和ANSYS软件进行疲劳寿命评估，揭示了关键部位的疲劳寿命和影响因素。" 本文主要探讨了新型冲击破岩掘进机工作机构的疲劳寿命分析，该设备因其高效的冲击破碎能力在硬岩掘进中有广泛应用。由于工作过程中承受周期性的冲击载荷，工作机构的疲劳破坏问题不容忽视，这直接影响到设备的可靠性与使用寿命。 首先，作者介绍了工作机构的三维实体建模，包括冲击锤、转锤液压缸、伸缩臂液压缸、动臂液压缸、摆动支座、龙门架、回转液压缸、举升液压缸等多个组件。这些组件相互协作，通过液压系统的控制实现复杂的工作运动，如调整冲击方位、控制工作臂长度和角度等，以适应不同的掘进需求。 接着，文章提到了对工作机构进行虚拟样机仿真模型分析，选取了两种典型工况进行研究。第一种是正常作业姿态（工况1），第二种是极限作业姿态（工况2）。通过仿真模拟，可以观察在不同工况下工作机构的应力分布和疲劳状况。 然后，作者利用冲击锤力学模型计算凿入力，这是影响疲劳寿命的重要因素。通过ANSYS软件，对工作机构进行了疲劳寿命分析，发现疲劳寿命较低的区域主要集中在各构件的铰接处，特别是液压冲击锤与转锤液压缸的铰接处，其寿命最低，仅为4.937×10^7次循环。 此外，对比了同步（正载）和不同步（偏载）工况下的疲劳寿命，结果显示不同步工况的疲劳寿命显著低于同步工况，这提示设计时需要考虑工作机构的负载平衡问题。同时，工况1的疲劳寿命明显高于工况2，表明在实际操作中应避免长时间处于极限作业姿态。 最后，结论指出，尽管存在疲劳寿命较低的部位，但整体上新型冲击破岩掘进机工作机构的疲劳寿命满足要求。这一研究结果为改进工作机构设计、提高设备的可靠性提供了依据，对于优化掘进机的性能和延长使用寿命具有重要的实践指导意义。 关键词涵盖了冲击破岩掘进机、工作机构、冲击载荷和疲劳寿命分析，强调了在煤矿机械领域中对这类设备进行深入研究的重要性。通过这样的疲劳寿命分析，可以为设备的优化设计和安全运行提供理论支持，从而提高煤矿掘进的效率和安全性。