采煤机截割部关键零件应力分析及优化

"采煤机截割部关键零件的有限元分析"这篇文献主要探讨了如何运用ANSYS分析软件对采煤机截割部的重要零部件进行力学性能评估。采煤机是煤矿机械化开采中的关键设备，其截割部是直接作用于煤层进行切割的关键部分，因此其零部件的强度和稳定性至关重要。 首先，作者利用UG软件对采煤机截割部的摇臂壳体、油缸和活塞杆等关键部件进行三维建模，这些部件是截割部的核心，承受着巨大的机械应力。接着，这些模型被导入到ANSYS软件中进行有限元分析。有限元分析是一种数值计算方法，能够模拟物体在不同工况下的应力、应变分布情况，以便评估结构的强度和安全性。 在进行有限元分析时，首先需要设定材料的物理属性，如摇臂壳体、油缸和活塞杆的材料属性分别如表1所示。然后，对模型进行网格划分，这是有限元分析的基础，网格质量的好坏直接影响到分析结果的准确性。在文中，采用了智能网格划分技术，确保了模型的网格质量和计算精度，如图1~图3所示。 接下来，作者定义了边界条件和载荷。边界条件包括固定约束和铰接约束，模拟了实际工况下部件的运动和受力情况。载荷则根据采煤机的工作状态（工作状态和提升状态）进行施加，考虑了压力分布的不同情况。 在ANSYS软件中执行求解后，得到了各个关键部件的应力分布情况。如图4所示，前摇臂壳体的最大应力出现在电机套筒和齿轮箱连接处，应力值为184.71MPa，远低于材料的屈服强度270MPa，表明设计是安全的。类似地，后摇臂壳体的应力分布也相对均匀，最大应力点与前摇臂相同，这也证实了设计的合理性。 通过这样的分析，不仅可以评估现有设计的可靠性，还可以为后续的优化设计提供理论支持，比如调整材料、改变结构或优化工艺，以提高采煤机截割部的耐用性和工作效率。这项研究利用有限元分析技术对采煤机关键部件进行了深入的力学分析，为采煤机械的结构改进和性能提升提供了重要的科学依据。