基于虚拟样机技术的采煤机牵引减速器行星架有限元分析.pdf

第39卷2011年第5期

本栏目编辑
基于虚拟样机技术的采煤机牵引
李文民
减速器行星架有限元分析及优化
徐卫国1,2，王义亮1,2，杨兆建1,2
1太原理工大学机械工程学院山西太原030024
2山西省矿山机械CAE工程技术中心

采摘要：应用NXNastran软件对采煤机牵引部行星减速器进行建模，并建立虚拟样机，进行动力学分
析，得到二级行星架的受力，在满足可靠性的前提下对二级行星架进行优化设计，取得了明显的效
果。
掘关键词：采煤机；牵引减速器行星架；虚拟样机；动力学分析；优化
中图分类号：TD421文献标识码：A文章编号：1001-3954(2011)05-0024-05

FEAandoptimizationofplanetarycarrierofshearer'shaulagereducer
basedonvirtualprototypetechnology
XUWeiguo1,2，WANGYiliang1,2，YANGZhaojian1,2
1SchoolofMechanicalEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,Shanxi,China
2ShanxiProvinceMiningMachineryCAEEngineering&TechnologyCenter

Abstract：NXNastranisusedtoestablishthemodelofshearer'shaulageplanetaryreducerandthevirtual
prototypeoftheshearer.Thedynamicanalysisiscarriedoutandtheforcestateofthesecondplanetarycarrier
isobtained.Onthepremisesofsatisfyingthereliability,thesecondplanetarycarrierisoptimized,andthe
obviousresultsisobtained.
Keywords：shearer;planetarycarrierofhaulagereducer;virtualprototype;dynamicanalysis;optimization

基金项目：国家11.5科技支撑计划项目重点课题资助(2007BAB13B01-02)
作者简介：徐卫国，男，1977年生，硕士研究生，主要研究方向为矿山机械及现代设计方法。
HIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHIHI

夹持器全松开状态：f＝1.811m，F'＝76548N。
334结语
在夹持钻杆状态下，碟簧弹力F'>F，可保证
21实践证明，该夹持器结构紧凑，实用可靠，能有
钻机不工作时，钻杆不会从钻孔中滑出。
效防止跑钻事故发生，并与卡盘实现联动配合，大大
3.3打开夹持器油缸所需最小油压
提高了拆卸钻具的效率，满足了煤矿瓦斯抽放孔的钻
p≥F'/A，(3)
松31进效率与安全的要求。
2
式中：A1为油缸的作用面积，mm。
采用2个油缸，每个油缸内径150mm，活塞杆参考文献
p
直径为70mm。经计算，松≥2.7703MPa。[1]冯德强.钻机设计[M].武汉：中国地质大学出版社，1993：
3.4松动钻杆联接螺纹增力油缸所需压力328.
'[2]王成.复合式液压夹持器的设计[J].钻掘机械，1998，
p增≥(F-F2)/A2，(4)
10(6)：70-72.
式中：A为增力油缸承压面积，A＝6362mm2。
22[3]凡东，庞海荣，姚亚峰.全液压钻机夹持器的设计与分析
2
经计算，p增≥13.06mm。[J].煤炭工程，2006(5)：7-8.□
2
系统反转压力为26MPa，满足p增≥13.06mm。(收稿日期：2010-12-31)
24
第39卷2011年第5期

[5]
星齿轮传动具有承载能力大、体积小、质量解器，特别适于求解大型复杂系统的接触问题。因本栏目编辑
行轻、传动比大、噪声小、可靠性高、寿命长、此选择RecurDyn求解器进行求解。
便于维修、运动平稳及抗冲击能力强等特点，广泛用
于机械传动系统中[1]。某采煤机减速器为双级2K-H2动力学分析
(NGW)型行星减速器，其第2级行星架为行星齿轮传
将仿真时间设为3s，仿真工作步长设为0.01。李文民
动的输出构件，最易损坏，因此笔者以第2级行星架
求解后得到5个二级行星轮的受力(见图3)。
作为分析对象，在保证其具有较高可靠性的前提下，
从图3可以看出，5个二级行星轮的受力在同一
采用NXNastran软件对其进行有限元分析