悬臂式掘进机回转台设计分析及实验研究

作     者：荣清白 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：金天国

授予年度：2013年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：掘进机 回转台 速度 截割力 应力分析 

摘      要：随着采煤工艺的发展，采煤巷道的机械化掘进已经成为必然的趋势。掘进机已经成为当前煤矿巷道开拓的主力设备。回转台作为掘进机的重要部件，对掘进机的性能和效率有很大的影响。所以对回转台进行系统全面系统的研究具有重要意义。 本文针对推拉油缸式回转台回转过程中，进给速度不均匀的问题，以速度变动范围最小为目标，确定约束条件，应用二次规划方法进行了优化，对优化后的回转台回转速度、加速度和回转台提供截割力等回转台输出特性进行了研究分析，得到了回转台输出特性各指标的变化曲线，通过改变机构参数值，对比了回转台速度和加速度的变化情况，总结了变化规律，进而为实现合理配置机构参数，改进回转台输出特性，提供帮助。 为了模拟回转台在正常工作过程中的变形和应力分布，利用回转台的进给力输出曲面图确定的回转台提供进给力较大的作业姿态，并分析了当前姿态下的受力情况及边界条件，得到典型工作状态下的变形和应力云图。参考变形和应力云图，指导改进回转台的结构，改善回转台的应力分布。 为了验证回转台有限元分析结果，搭建了强度与掘进机经济截割能力相当的模拟岩壁，进行了掘进机截割模拟岩壁的实验。结合回转台有限元分析，在回转台上布置若干应变片，得到了回转台在掘进机截割模拟岩壁过程中的应力值，与有限元分析云图进行对照，使有限元分析结果得到验证。