基于ANSYSWorkbench的推移槽結(jié)構(gòu)改進強度對比分析

孔進

（寧夏天地奔牛實業(yè)集團有限公司，寧夏 石嘴山 753001）

0 引 言

煤炭井工開采時，順槽刮板轉(zhuǎn)載機將工作面刮板輸送機的物料轉(zhuǎn)運到皮帶機，隨著工作面的向前推進，順槽刮板轉(zhuǎn)載機推移槽為配置超前支架時，超前支架推移缸與推移槽耳板聯(lián)接，推移順槽轉(zhuǎn)載機用。目前，我公司的推移槽在使用過程中部分出現(xiàn)推移耳板焊縫開裂甚至斷裂現(xiàn)象，影響設(shè)備可靠性，增加維修強度，不利于現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)高效綜采工作面產(chǎn)能的不斷提升。

1 有限元靜力學(xué)分析

1.1 改進前靜力學(xué)分析

如圖1 所示，推移槽為對稱結(jié)構(gòu)，主要由凸頭、凹頭、上沿、耳板、立板、中板、底板等焊接而成。推移槽的耳板為懸臂結(jié)構(gòu)，在與液壓支架廠家配套時，已經(jīng)將耳板厚度和耳板推移孔中心距確定。改進前耳板結(jié)構(gòu)為：耳板插入立板，外側(cè)與立板焊成15 mm 角焊縫，內(nèi)側(cè)與立板焊成V平加15 mm 角焊縫。

圖1 改進前推移槽結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 改進前的等效應(yīng)力云圖和應(yīng)變云圖

利用UG NX 進行三維建模，模型以Parasolid 格式導(dǎo)入到ANSYS Workbench 中，設(shè)置材料屬性，進行網(wǎng)格劃分，將底板約束為靜止，在每個耳板聯(lián)接孔處施加1 000 kN的水平推力載荷，進行求解計算，結(jié)果如圖2 所示。

分析結(jié)果顯示，應(yīng)力最大點為耳板根部，與實際使用過程中失效位置一致。

1.2 改進后靜力學(xué)分析

如圖3 所示，改進后耳板結(jié)構(gòu)為：中板與耳板做成一個零件，中板伸出立板，內(nèi)外側(cè)與立板焊成15 mm 角焊縫，并且耳板底部焊貼板，達到耳板要求厚度。

使用同樣的方法，進行有限元分析，結(jié)果如圖4 所示。

圖3 改進后推移槽結(jié)構(gòu)簡圖

圖4 改進后的應(yīng)力云圖和應(yīng)變云圖

2 數(shù)據(jù)對比分析

表1 推移槽結(jié)構(gòu)改進前后應(yīng)力、應(yīng)變對照表

對有限元分析數(shù)據(jù)進行整理得到表1。

對表1 的數(shù)據(jù)進行分析可知：結(jié)構(gòu)改進之后，最大等效應(yīng)力減少了約5.7%，總變形量減少了約11.8%。

3 結(jié) 論

采用UG NX 軟件對推移槽建立了參數(shù)化三維模型，利用ANSYS Workbench 軟件對推移槽結(jié)構(gòu)改進前、后進行了靜力學(xué)分析，得出了改進前、后應(yīng)力和應(yīng)變的數(shù)值，為推移槽的結(jié)構(gòu)改進提供了理論依據(jù)。在實際使用過程中，改進后的結(jié)構(gòu)不再出現(xiàn)耳板焊縫開裂、耳板斷裂的情況，提高了產(chǎn)品的可靠性。

［1］ 劉鴻文.材料力學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［2］ 成大先.機械設(shè)計手冊［M］.4 版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［3］ 浦廣益.ANSYS Workbench 12 基礎(chǔ)教程與實例詳解［M］.北京：中國水利水電出版社，2010.