我國的煤炭的總儲量豐富，并且煤炭的存在條件復雜多樣，其中可以開采的薄煤層煤炭儲量約占全國煤炭總儲量的20%左右，為60多億。截割部作為采煤機重要的組成部分，采煤機滾筒受到的力直接作用在截割部殼體上，因此對其進行合理的結構設計，提高其可靠性是非常必要的，多年來眾多學者在有限元分析方面進行了大量的研究。
      本研究對某型號側臂傳動式薄煤層采煤機截割部進行受力分析，通過Pro/E軟件建立其三維實體模型，利用ANSYS Workbench軟件對結構進行有限元分析，并對其進行設計改進，同時對截割部殼體進行了模態分析，為薄煤層采煤機截割部的設計、改進提供參考。
      采煤機截割部殼體受到的載荷主要來自于滾筒的受力，采煤機滾筒受到牽引阻力F，截割阻力F和軸向力F的作用，截割部受力簡圖如圖所示。
      在對截割部受力計算時，首先假設截割部電機通過傳動系統傳遞的功率被滾筒全部消耗，且將作用在截齒齒尖上的阻力分解為垂直于牽引速度方向的截割阻力以及與牽引速度方向相反的牽引阻力。
      所研究的薄煤層采煤機的相關性能參數為：截割功率N=2x100 kW，滾筒轉速n=63.12 r/min，滾筒直徑D=1 m，截割部上擺角a=14.53°，截割部下擺角a=6.85°，螺旋滾筒端盤截齒的截割寬度L=0.17 m，螺旋滾筒的有效截深Lz=0.7 m。
      建立實體模型時要盡量與實物接近。在此基礎上，要考慮實體模型結構的復雜性對ANSYS Workbench計算過程的影響，本研究過程中采用Pro/E創建截割部殼體的三維實體模型，在對殼體的實體建模過程中，考慮有限元分析軟件分析時的計算速度，忽略了部分不重要的倒角、凸臺以及螺紋孔等。截割部殼體模型如圖所示。
      采煤機截割部殼體整體鑄造而成，材料為ZG35Mn，材料密度為7650 kg/m3，彈性模量為2.06xe5 MPa，泊松比為0.3。
      因為分析的整個模型比較大，為了提高計算效率，設定的網格尺寸比較大，同時對模型的關鍵部位進行網格加密控制，使得網格劃分變得合理，用來調整分析計算準確度同節點與單元數量的關系，減少分析計算所需的時間。網格劃分的結果如圖所不。經過多次試算后，最終的實體模型劃分網格得到的單元總數為248386，節點總數419229。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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