收藏本站
《湘潭大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

EBZ40掘进机工作机构的设计与有限元分析及优化

戴宏胜  
【摘要】: 为了适应我国煤炭行业的发展,帮助中小型煤矿企业快速实现其机械化水平,本文结合我省中小型煤炭行业的要求,开发了一台EBZ40型煤巷掘进机,并采用CAD/CAE一体化设计和优化技术,对掘进机结构中工作机构的主要零部件开展了三维CAD设计和CAE分析及优化。 1、根据所开发掘进机的性能参数,阐述了掘进机结构的组成,并确定了结构的主体尺寸参数;对组成工作机构各零部件的性能进行了分析,通过计算确定了回转支承的型式。 2、建立了回转平台的载荷计算模型,根据各工况的受力状态,完成了相应的载荷计算,并确定了危险工况;利用ANSYS软件中的APDL编程,建立了回转平台的有限元非线性接触分析模型,完成了4个载荷工况的有限元分析,并得到了相应的应力和变形规律,确定了最大Mises应力的位置;根据分析结果选择了优化设计变量和目标函数,建立了回转平台结构优化设计的数学模型,所得到的优化结果进一步改善了回转平台结构的受力状态;建立了回转平台疲劳分析的有限元模型,完成了其疲劳分析,根据得到的分析结果为回转平台结构的设计提出了建议。 3、根据掘进机结构和性能参数的要求,选取了行星减速器的类型为2K-H型,并进行齿数配对的计算,完成了各齿轮的设计计算,并利用Pro/E完成了行星齿轮减速器的三维结构设计;通过简化将三维减速器的模型导入到ANSYS软件,建立了行星齿轮减速器的有限元非线性接触分析模型,通过分析计算得到了齿轮减速器的应力和位移分布规律,所得到的结果进一步确保了所开发减速器的可靠性。 4、分析了截割头的运动规律,并给出了相应的运动方程;建立了镐齿的空间坐标系,对镐齿的空间排列进行了分析,得到了其排列分布和相应的坐标位置;完成了镐齿的载荷计算;利用ANSYS软件的APDL编程,建立了镐齿的有限元非线性接触分析模型,得到了镐齿及齿座的应力与变形分布规律,得到的结果显示所设计的镐齿结构能够满足设计需要,最后完成了截割头的结构设计。综上所述,本文将常规的设计方法与现代有限元分析手段相结合,完成了工作机构主要零部件的设计与分析及优化,使得结构的受力状态得到改善,进一步确保了零件结构的可靠性,为确保掘进机的工作性能打下了好的基础。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD421.5

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李洋;仿生智能层层组装涂层[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李洋;EBH360悬臂式掘进机截割臂有限元分析[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晓豁;顾红兵;;基于粒子群算法的纵轴式掘进机截割减速器优化设计[J];中国工程机械学报;2007年03期
2 刘春生;赵汗青;漆利平;;悬臂式掘进机断面成形的几何尺寸检测转换模型[J];中国工程机械学报;2008年01期
3 毛君;程佳;张凯;关满杰;;基于ANSYS的EBZ-160型掘进机回转台的力学特性[J];中国工程机械学报;2008年04期
4 王军;马若丁;杨军;;掘进机回转平台强度有限元分析[J];工程机械;2009年01期
5 刘春生;漆利平;赵汗青;;悬臂式掘进机悬臂水平摆动机构的建模与仿真[J];黑龙江科技学院学报;2008年01期
6 崔俊芝;计算机辅助工程(CAE)的现在和未来[J];计算机辅助设计与制造;2000年06期
7 张俊;胡其登;;一体化的CAD/CAE系统发展趋势[J];CAD/CAM与制造业信息化;2009年Z1期
8 钟万勰;;发展自主CAE软件产业的战略探讨[J];计算机辅助工程;2008年04期
9 龚曙光,黄云清,谢桂兰,邱爱红;基于虚荷载变量的形状优化和灵敏度分析[J];计算力学学报;2005年02期
10 何於琏;;有限元分析在盾构掘进机壳体设计中的应用[J];隧道建设;2006年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汲方林;横轴式掘进机截割头仿真及优化设计[D];安徽理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 申长雨,李海梅;塑料模具CAE技术概况及发展趋势[J];工程塑料应用;2001年02期
2 陈照军;徐爱娟;陈满红;杨美兰;;十吨级双级减速桥轮边减速系统的匹配设计[J];安徽科技;2010年07期
3 姚爱民;;履带式挖掘机NGW-L22-5A回转减速机的技术特点及产品开发[J];安徽科技;2011年07期
4 范文锋;何景武;;基于水平集方法的连续体结构拓扑优化方法研究[J];安阳工学院学报;2007年01期
5 张春生;马国新;;履带车辆电磁悬挂增速机构的研究[J];车辆与动力技术;2007年03期
6 李洪武;胡培林;陈艳清;;以提高轴承寿命为目的的行星排中心论位置的优化设计[J];车辆与动力技术;2010年03期
7 芮强;王红岩;王良曦;;多工况载荷下动力舱支架结构拓扑优化设计[J];兵工学报;2010年06期
8 周星亮;黄妙华;;车身骨架结构拓扑优化设计综述[J];北京汽车;2008年04期
9 李鑫;张石静;许南绍;;电动汽车新型无级变速器的特性分析及仿真[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2012年01期
10 关文勇;开设CAE/FEA/ANSYS应用课程的实践和探索[J];成都电子机械高等专科学校学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张勇杰;陈志强;梁超;;掘进机伸缩臂外部有限元分析[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 王虹;;中国综合机械化掘进技术发展40年[A];第七次煤炭科学技术大会文集(上册)[C];2011年
3 陈馨;邓晓龙;谷叶水;;发动机油底壳结构减重优化[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
4 隋允康;;基于阶跃函数逼近的结构拓扑优化方法[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
5 梁元玮;陈娟婷;舒赣平;;金属蒙皮结构自攻螺钉等厚抗剪连接的有限元分析模拟[A];钢结构工程研究(六)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2006年学术交流会论文集[C];2006年
6 申长雨;李海梅;;塑料模具CAE技术概况及发展趋势[A];’2000中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2000年
7 邓晓龙;方子帆;刘国庆;;动力总成悬置支架拓扑优化研究[A];湖北省机械工程学会青年分会2006年年会暨第2届机械学院院长(系主任)会议论文集(上)[C];2006年
8 隋允康;叶红玲;杜家政;;结构拓扑优化的发展及其模型转化为独立层次的迫切性——第十四届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
9 张鑫;李新平;;掘进机截割头运动参数的优化设计[A];中国煤炭学会煤矿机电一体化专业委员会、中国电工技术学会煤矿电工专业委员会2004年学术年会论文集[C];2004年
10 邢金龙;冯帅将;盛业涛;黄亚平;苏本林;陈志杰;;典型传动机构科普展品的研制[A];安全与可靠性——2006流体机械与压力容器技术论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高立新;轿车集成开发中若干关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
2 刘孝保;电子设备动态性能有限元建模与优化方法研究[D];电子科技大学;2011年
3 王国峰;钢质车轮疲劳虚拟评价研究[D];燕山大学;2011年
4 程东梅;半刚性钢框架结构研究及优化设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 上官子昌;土压平衡盾构机密封舱压力控制机理模型及其实验研究[D];大连理工大学;2011年
6 苏文政;基于偶应力理论的多孔固体材料与结构的分析与设计[D];大连理工大学;2009年
7 薛兆鹏;基于流场和结构优化的搅拌桨设计/制造集成技术研究[D];天津大学;2003年
8 叶红玲;连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发[D];北京工业大学;2005年
9 范文杰;挖掘装载机装载工作装置动力分析、动态应力仿真研究及动臂结构拓扑优化[D];吉林大学;2006年
10 吴晓明;结构修改重分析的Epsilon算法[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林鸿蕴;船用封闭行星齿轮传动优化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨俊卓;平行轴同侧传动封闭试验台的加载器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 宫玉林;加工中心十字滑台结构优化设计及静刚度试验[D];大连理工大学;2010年
4 马超;机床结构设计方法研究及在立柱设计中的应用[D];大连理工大学;2010年
5 朱兴梅;横轴式掘进机截割头虚拟样机设计与动力学仿真研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 林其岳;螺旋钻采煤机钻具的参数研究及优化[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 尹航;掘进机器人实验样机结构研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 宋波;横轴式掘进机截割头设计过程及优化方法的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 王剑;掘进机器人控制算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 史秀宝;掘进机截割头设计系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毛君;吴常田;谢苗;;浅谈悬臂式掘进机的发展及趋势[J];中国工程机械学报;2007年02期
2 程东平;彭树权;梁超;;EBZ255掘进机工作臂有限元分析[J];煤矿机械;2011年08期
3 涂兆平;王世良;;EBZ-55悬臂式煤巷掘进机的改进[J];江西煤炭科技;2007年03期
4 饶玉平;方麟祥;王安豪;;EBH35悬臂式掘进机在沿沟煤矿的应用[J];江西煤炭科技;2011年04期
5 马玉久;;EBZ—220半煤岩掘进机快速掘进技术研究[J];科技情报开发与经济;2008年28期
6 王羽玲;;吕家坨矿业公司掘进机存在的问题及改进措施[J];矿山机械;2010年02期
7 李振国;;EBZ-240型悬臂式掘进机的研制[J];煤矿机械;2011年12期
8 李凌山;魏裕博;;EBZ160TY型掘进机在巷道掘进中的应用[J];山东煤炭科技;2008年02期
9 朱传平;;EBZ260H型掘进机在隧道施工中的应用[J];西北水电;2011年04期
10 王秀香,张珏,刘汉昌,李晓霞;掘进机在我国的应用前景[J];水利水电工程设计;2003年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 朱家祥;EBZ-160型掘进机内伸缩臂参数优化设计[D];安徽理工大学;2010年
2 方志淮;EBH-120型掘进机关键零部件的优化设计[D];安徽理工大学;2005年
3 郑德胜;EBH-132型悬臂式掘进机关键零部件的应力分析研究[D];吉林大学;2006年
4 朱延松;EBH-120掘进机有关零部件动力学特性研究[D];安徽理工大学;2007年
5 李北平;EBH-132型悬臂式掘进机振动截割机构动力学分析研究[D];西安科技大学;2008年
6 侯祥明;横轴式掘进机截割头受力及整机振动分析[D];安徽理工大学;2008年
7 刘松;横轴式掘进机截割部传动系统动态特性研究[D];安徽理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐万民,刘小渝,王晓明;钢构件对接焊焊缝横向残余应力分布研究[J];重庆交通学院学报;2004年06期
2 常震罗;严忠胜;龚春全;董鹏;宋光辉;李强;;液压泵组花键失效综合研究[J];柴油机;2008年02期
3 张胜三;由试验推算燃气流冲击力[J];导弹与航天运载技术;2001年04期
4 程耿东,张东旭;受应力约束的平面弹性体的拓扑优化[J];大连理工大学学报;1995年01期
5 王卫东 ,赵国群,栾贻国;模具形状设计优化新方法—无网格方法[J];锻压技术;2003年02期
6 李晓豁,程东棠;掘进机截割头截荷的模拟研究[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1990年03期
7 李晓豁;硬质包裹体在煤层中分布的模拟研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2000年04期
8 杜以昌;李建英;赖涤泉;;一种新型臂式掘进机工作机构的设计分析[J];中国工程机械学报;2004年02期
9 郑惠强;王业文;;液压挖掘机动臂优化设计数学模型的建立[J];中国工程机械学报;2006年02期
10 成国庆,鹿世敏;振动压路机机架结构有限元计算模型及应力分析[J];工程机械;2000年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 龚曙光;形状优化数值方法的研究与应用[D];湘潭大学;2001年
2 郑德胜;EBH-132型悬臂式掘进机关键零部件的应力分析研究[D];吉林大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 B.A.利普科奇 ,王大中;“悬臂—77”型立眼掘进机[J];煤炭技术;1984年01期
2 A.K.盖捷瓦诺夫,李凤斌;苏联和其他国家的掘进技术[J];煤炭技术;1984年03期
3 K.H.伯尔,王殿勇;悬臂式全断面掘进机的自动化[J];煤炭技术;1985年04期
4 罔崎,伸哉,戴凤龙;RH-90型大断面掘进机及RH-25L型小断面掘进机[J];煤炭技术;1988年03期
5 叶定海;掘进机隧道施工系统可靠性分析初探[J];矿山机械;1996年09期
6 朱旬,葛世荣,索双富,张德坤,张有忱;掘进机主减速器的摩擦学设计[J];煤炭学报;1997年01期
7 刘进志,赖涤泉,高文中;JSBZ132型掘进机电气系统的设计与研究[J];煤矿机械;2003年12期
8 袁天华;;掘进机电缆架空拖动装置设计[J];矿山机械;2008年09期
9 J.斯里曼,杨世林;锚杆机在掘进机上的试验[J];煤炭技术;1982年02期
10 樊颖杰;浅谈用通风方法扑灭掘进机产生的煤尘[J];煤矿安全;1984年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张勇杰;陈志强;梁超;;掘进机伸缩臂外部有限元分析[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 程东平;彭树权;梁超;;EBZ255型掘进机工作臂有限元分析[A];煤矿机电一体化新技术学术会议论文集[C];2010年
3 刘建平;;浅谈掘进机机电一体化的研究方向[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年
4 李晓豁;;基于模块化系列化的掘进机的设计[A];煤矿机电一体化新技术及装备学术研讨论文专集[C];2003年
5 唐健;;电气安全保护装置在TB880E掘进机上的应用[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
6 唐健;;TB880E隧道掘进机PLC控制系统故障诊断技术的研究[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
7 杜新国;;桥式皮带驱动装置的改造应用[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年
8 赵官西;;掘进机开切眼口[A];山西省科学技术情报学会学术年会论文集[C];2004年
9 潘玮;聂光国;姜光杰;徐小粤;于励民;王韶蓓;涂兴子;马健康;陈留武;王炎金;完学平;徐晋勇;庞言民;杨勤;王晨明;石忠良;;EBJ—120TP掘进机[A];2003年度中国煤炭工业协会科学技术奖获奖项目汇编[C];2004年
10 李晓宁;霍小宁;;EBZ230型掘进机冷却喷雾系统设计与维护[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李晓辉 李守忠 本报记者 董泽民;“多功能型专家”的岗位写真[N];中国煤炭报;2008年
2 本报记者 李学玲;在高起点上再登攀[N];中国煤炭报;2008年
3 尚心雨;研发EBZ160型煤矿掘进机[N];地质勘查导报;2008年
4 姚宝;金牌员工吴仁平[N];中国煤炭报;2005年
5 许祯;国产首台S200M掘进机顺利通过出厂评议[N];中华建筑报;2001年
6 本报记者 苏日娜;科技提升信誉[N];中国煤炭报;2007年
7 郑波;掘进设备市场谁领风骚[N];建筑时报;2007年
8 皱小慧;CAXA三维创新CAD软件在掘进机设计中的应用[N];科技日报;2005年
9 陈晔;金能石煤机新品掘进机获安全证书[N];河北经济日报;2007年
10 汪炳青;国内首套掘进机定位控制系统研发成功[N];中国矿业报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 赵学雷;基于多传感器信息融合的载荷及煤岩判定与识别技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
2 凌睿;悬臂式掘进机器人高阶滑模控制研究[D];重庆大学;2009年
3 魏纲;顶管工程土与结构的性状及理论研究[D];浙江大学;2005年
4 冷先伦;深埋长隧洞TBM掘进围岩开挖扰动与损伤区研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戴宏胜;EBZ40掘进机工作机构的设计与有限元分析及优化[D];湘潭大学;2010年
2 沃鸣杰;刚柔耦合掘进机虚拟样机仿真研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
3 富佳兴;煤矿巷道重型掘进机实验台方案设计及关键技术研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
4 田云;基于虚拟样机的掘进机模拟操纵系统研究[D];西安科技大学;2011年
5 王丽;自移式掘进机辅助支护设备的结构研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
6 卢米奇;掘进机器人姿态测量系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 徐洋;掘进机第一运输机力学特性研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
8 田晶;纵轴式掘进机动态模型与动态特性的研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
9 黄艳;横轴式掘进机动态模型的建立及动力学行为的研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
10 黎波;螺旋式微型隧道掘进机控制系统的设计[D];华北电力大学(北京);2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026