采煤机电缆拖拽装置传动部件应力分析摘要：在采煤机工作过程中，圆环链作为采煤机电缆拖拽装置的牵引构件，其性能优劣将直接影响煤矿的煤炭产量。本文以圆环链为研究对象，结合实际工况，对圆环链的材料属性进行定义，建立了圆环链的有限元分析模型。在圆环链上分别施加70kN，105kN和140kN载荷，进行加载试验，研究表明：随着负载的增加，链条Mises应力基本呈线性趋势增长；受力加载后链环的圆弧段所受应力较大，易产生断裂及塑性变形问题，应定期对圆环链进行检修，该研究对提高采煤机电缆拖拽系统工作效率提供理论依据。关键字：采煤机电缆；圆环链；有限元法；应力分析；中图分类号：文献标识码：StressAnalysisofTransmissionComponentsofShearerCableDraggingDeviceAbstract:Asatowingdeviceofshearercabledraggingdevice,themeritsofcircularchainwilldirectlyaffectcoalproductionincoalmines.Intheprocessofshearerwork,toensurethatthechaindoesnotproduceanyformoffailurehasbecomeparticularlyimportant.Inthispaper,thecircularchainastheresearchobject,combinedwiththeactualconditions,thematerialpropertiesofthecircularchainisdefined,thefiniteelementanalysismodelofthecircularchainisestablished.Theloadsof70kN,105kNand140kNwererespectivelyappliedtothecircularchaintocarryouttheloadingtest.TheresultsshowthattheMisesstressofthechainincreaseslinearlywiththeincreaseoftheload.ThestressonthecirculararcofthechainincreaseswiththeincreaseofloadLarge,pronetofractureandplasticdeformationproblems,shouldberegularlycarriedoutoverhaulofthecircularchain,thestudytoimproveShearercabledragsystemworkefficiencyprovidesatheoreticalbasis.Keywords:Shearercable;circularchain;finiteelementmethod;stressanalysis0引言目前煤矿开采不断朝着智能化、自动化和机械化的方向发展，采煤机运行状况对企业煤炭生产效率有着较大影响[1]。作为采煤机电缆拖拽装置的牵引构件，圆环链应力值若达不到工作要求，会产生不同程度的形变，使得传动过程不平稳，进而导致采煤机电缆掉槽、拉断和卡死，造成采煤机停机[2]，因此对采煤机电缆拖拽装置传动部件稳定性进行研究变得尤为重要。国外对采煤机电缆拖拽装置的研究较为成熟，包括液压绞车式电缆拖拽装置，电缆收放装置以及采煤机自动拖缆装置等[3]。但是对于拖拽装置中的传动链环的研究较少，圆环链在煤矿井下工作时不可避免的受到卡链、落煤冲击等影响产生变形[4]，本文以圆环链为研究对象，结合实际工况，对圆环链的材料属性进行定义，建立了圆环链的有限元分析模型。在圆环链上分别施加70kN，105kN和140kN载荷，进行加载试验，该研究可以有效提高采煤机的生产效率，在一定程度上减少综采工作面事故同时为采煤机电缆拖拽装置的设计提供理论依据。1有限元法的基本理论有限元方法基于“化弧为直”、“化整为零”的思想，是一种求解复杂工程问题的常用的方法[5]。有限元法包括：计算机程序设计技术；数学、力学理论依据；网格单元划分的原则；数值计算方法及其误差、稳定性和收敛性。有限元法多以位移法为未知量[6]，依据材料的应力应变关系和几何方程得到应力应变场首先，将连续体或连续面分割成多个单元。其次，通过函数确定单元节点处的位移及应变状态，并分析各个单元的应变情况。最后，求解应力应变的方程[7]。结合实际工况，本文对圆环链模型进行简化，加载不同载荷进行加载试验，校核圆环链静力学强度，有限元分析的流程，如图1所示。图1有限元分析流程2链条有限元模型建立材料属性由于卡链、落煤冲击等因素的影响，使得链环产生塑性变形，定义模型为塑性材料23MnNiCrMo52，具体参数如表1所示。表1材料力学参数抗拉强度/MPa屈服应力/MPa切线模量/MPa泊松比弹性模量/GPa125411752444210为了降低有限元分析的复杂程度，在不降低分析精度的前提下，对模型进行简化处理，认为外表面为光滑的圆形，各横截面为半径相同的圆形。建立一个3/4链环，分别装配在实验链环的两端，如图2所示。图中左侧的金色链环...