基于ANSYS Workbench的采煤机摇臂转矩轴动态特性分析.docx

基于ANSYSWorkbench的采煤机摇臂转矩轴动态特性分析
1.研究背景和意义
采煤机在煤矿生产中扮演着重要的角色，其主要由割煤部分和传输部分组成，其中割煤部分包括摇臂等关键部件。摇臂作为采煤机的重要部件，负责支撑和转动割煤齿轮，完成对煤矿的割破工作。然而，由于工作条件的复杂性、磨损和疲劳等因素，摇臂转矩轴的动态特性对采煤机的安全性和可靠性有着重要影响。因此，研究摇臂转矩轴的动态特性对于提高采煤机的生产效率和可靠性具有重要意义。
2.研究内容和方法
本文基于ANSYSWorkbench，采用有限元分析方法，对采煤机的摇臂转矩轴动态特性进行了分析。具体研究内容包括以下几个方面：
（1）建立采煤机的有限元模型
采用ANSYS软件，基于采煤机的实际图纸，建立采煤机的有限元模型。利用ANSYSWorkbench的几何模型和网格生成模块，对采煤机的各部件进行建模和网格化。
（2）进行荷载分析
根据采煤机的工作条件，按照实际工作情况，对采煤机进行力学分析。包括分析荷载方向、大小、形式等。将各种荷载施加在模型上进行模拟分析。
（3）进行模态分析
利用ANSYS的模态分析模块，对摇臂转矩轴的模态进行分析，获取摇臂转矩轴的固有频率和振型。确定摇臂转矩轴的柔度和刚度特性。
（4）进行动态响应分析
在荷载作用下，利用ANSYS的动态响应分析模块，对摇臂转矩轴进行动态响应分析，得到其受力情况和变形情况。并结合模态分析结果，综合评估摇臂转矩轴的动态特性。
3.研究结果和分析
通过模拟分析，得到采煤机的摇臂转矩轴的动态特性。通过对模型进行荷载分析，得到其受力情况和变形情况。同时，运用模态分析和动态响应分析方法，得到了摇臂转矩轴的固有频率和振型，确定了其柔度和刚度特性。通过综合分析，可以发现：
（1）摇臂转矩轴振动频率主要集中在500Hz以下，属于低频振动。摇臂转矩轴的受力状态和振动情况对采煤机的产量和安全性有重要影响。
（2）设计合理的摇臂转矩轴支撑结构，可有效降低振动幅值，提高采煤机的工作效率和可靠性。
（3）采煤机在实际运行中，需要定期进行检修和维护，及时更换老化的摇臂转矩轴，以保证其动态特性和稳定性，保障采煤机的安全运行。
4.总结和展望
本文基于ANSYSWorkbench，采用有限元分析方法，对采煤机的摇臂转矩轴动态特性进行了分析。通过模态分析和动态响应分析，得到了摇臂转矩轴的固有频率和振型，确定了其柔度和刚度特性，并分析了其受力情况和变形情况。本文的结果对于提高采煤机的工作效率和可靠性具有重要的参考意义。
未来，我们可以进一步研究和优化采煤机的摇臂转矩轴支撑结构，提高机器的工作效率和可靠性。同时，可以进一步开展装备检修和维修技术的研究，完善采煤机的维护保养体系。