基于ANSYS的矿用刮板输送机驱动链轮优化仿真_李玉霞.pdf
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1、江西煤炭科技2023年第1期摘要:基于矿用刮板输送机在回采工作面的使用非常普遍,提出一种矿用刮板输送机驱动链轮优化方案,并以此为基础构建矿用刮板输送机驱动链轮仿真模型,开展矿用刮板输送机驱动链轮优化有限元仿真分析,将优化方案仿真分析结果与原方案进行对比分析,初步检验此优化方案的有效性。最后,为能够进一步检验优化方案的实用性,还会将优化方案应用于工程实践。关键词:矿用刮板输送机;驱动链轮;优化方案;仿真分析;ANSYS中图分类号:TD5 2 8+.3文献标识码:B文章编号:1 0 0 6-2 5 7 2(2 0 2 3)0 1-0 2 0 5-0 3Optimization Simulation
2、 of Driven Sprocket in Mining Scraper Conveyor Based on ANSYSLi Yuxia(Malan Colliery,Xishan Coal&Electricity Group Co.,Ltd.,Gujiao,Shanxi 030205)Abstract:The paper introduces an optimization scheme of driven sprocket in mining scraper conveyor through simulation modelestablishment and finite element
3、 simulation analysis,which is proved effective by comparison with the original scheme and will beproved practical in engineering practice.Key words:mining scraper conveyor;driven sprocket;optimization scheme;simulation analysis;ANSYS基于 ANSYS 的矿用刮板输送机驱动链轮优化仿真李玉霞(西山煤电股份有限公司马兰矿,山西古交0 3 0 2 0 5)矿用刮板输送机作
4、为煤矿综采工作面中的主要设备之一,其工作性能将会直接影响到煤矿开采效率1-2。然而由于刮板输送机的实际工作环境较为复杂,其在应用中极易发生故障及损坏,其中刮板输送机最为常见的故障就是链轮磨损以及圆环链破坏3-4。对此,为能够避免出现此问题,本文提出了一种矿用刮板输送机驱动链轮优化方案,以期能够为后续矿用刮板输送机结构设计及优化提供理论参考。1矿用刮板输送机的优点相较于其他矿用输送机,矿用刮板输送机之所以可以在煤矿综采工作面中得到广泛应用,主要是由于矿用刮板输送机具有结构坚固、机身较矮、结构简单、运输能力强等特点。其中结构坚固可以满足煤炭开采过程中的煤炭、矸石等外力载荷的冲击;机身较矮则使得矿用
5、刮板输送机易于安装和使用;结构简单则使得矿用刮板输送机可以具备更强的使用寿命,避免受到复杂工作环境的影响;运输能力强则使得矿用刮板输送机可以具备极强的工作效率5。2矿用刮板输送机驱动链轮模型构建在矿用刮板输送机模型构建中,由于驱动链轮相关的圆环链、驱动链轮均是三维实体结构,所以研究中采用U G软件构建三维实体模型,并采用s o l i d 1 6 4单元进行模型构建。在完成模型构建后,将模型导入到A N S Y S软件中,并对模型材料进行合理设置。结合矿用刮板输送机驱动链轮的实际材料性能特征,选用H T 1 5 0材料作为驱动链轮模型材料,此材料的材料密度、弹性模量、屈服性能强度、剪切模量以及
6、泊松比分别为70 0 0k g/m3、1 2 2G P a、2 3 0M P a、4 4M P a、0.3 1。再次,为矿用刮板输送机驱动链轮设置模型参数,具体参数设置内容包括短齿厚度、链窝长度、齿型圆弧半径、链窝弧半径等,分别对应的参数为4 4.7m m、8 3.0m m、2 9.3m m、2 5.0m m,此参数便是驱动链轮优化方案所对应的参数。最后,还需要对模型进行网格划分。由于驱动链轮整体结构较为复杂,所以采用自动网格划分模式,最终所获取到的网格划分结果如图1所示。图1驱动链轮网格划分模型2 0 5江西煤炭科技2023年第1期3基于ANSYS的矿用刮板输送机驱动链轮优化仿真分析通过A
7、N S Y S软件对矿用刮板输送机驱动链轮工作状态进行仿真模拟时可以发现,优化后方案中的驱动链轮的最大位移值为0.0 0 43 9 3m,最大位移点处于驱动链轮与圆环链交错接触位置,即驱动链轮的两短齿与圆环链接触区域,如图2所示。基于此分析过程再次对优化前矿用刮板输送机驱动链轮进行仿真后发现,优化前方案中驱动链轮的最大位移值为0.0 0 47 0 4m,最大位移点与优化后的最大位移点保持一致,均为驱动链轮的两短齿与圆环链接触区域。图2矿用刮板输送机驱动链轮优化方案等效位移云图图3矿用刮板输送机驱动链轮优化方案等效应力云图如图3所示,优化后方案中的驱动链轮的最大应力值为7 3 8M P a,最大
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