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0、引言
    SG2630系列雙鏈整體鑄焊刮板輸送機(jī)是結(jié)合我國煤礦的實際生產(chǎn)情況研制的、應(yīng)用較為普遍的煤炭輸送機(jī)械，在國內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。由于煤礦井下工作條件的特殊．刮板機(jī)經(jīng)常處于連續(xù)超負(fù)荷工作狀態(tài)，而鏈輪作為一個主要承載件和一個易損件必須要滿足工作強(qiáng)度要求才行，因此鑒于鏈輪工作特殊性及其對刮板輸送機(jī)的重要性，提高其設(shè)計可靠性是非常必要的。但是，如果通過成品試制來對其進(jìn)行工業(yè)試驗成本會大大提高。因此有必要采用有限元分析的方法對刮板輸送機(jī)鏈輪進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計分析。采用SolidWorks的COSMOSWorks設(shè)計分析技術(shù)，對鏈輪進(jìn)行有限元分析，通過采用不同的合金鋼材料及不同的熱處理方式。算出鏈輪的應(yīng)力和形變量，進(jìn)行對比分析確定最優(yōu)，可以大大提高端頭鏈輪的設(shè)計效率和降低設(shè)計與制造成本，為更加合理快速改進(jìn)鏈輪提供參考數(shù)據(jù)和可行性方案。
1、鏈輪設(shè)計方案分析
    鏈輪軸組是刮板鏈運(yùn)行的傳動部件，主要由軸、軸承、軸承座、密封件、鏈輪、定位套等組成。鏈輪需根據(jù)鏈條規(guī)格型號，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，不同型號的鏈條應(yīng)遵循不同的鏈輪標(biāo)準(zhǔn)。
    對于輸送鏈輪來說．因為與之相酉己的鏈條通常節(jié)距較大，為了避免鏈輪尺寸過大，相對于傳動用鏈輪．輸送鏈輪的齒數(shù)一般都較少。輸送鏈輪的齒槽常采用節(jié)線有分離量的齒槽形狀．用這種齒形可使輸送鏈條能通過鉸鏈在鏈輪根圓上作周向移動來補(bǔ)償鏈條節(jié)距的變化。另外，鏈輪一般還要有齒溝端面倒角，其作用是使物料易于從齒槽內(nèi)排出，避免造成跳鏈。
    鏈輪第1套方案采用35CrMo鍛打件，用線切割加工齒形和內(nèi)花鍵，保證各部精度等級，粗糙度達(dá)到Ra6.3。齒面調(diào)質(zhì)后淬火處理，硬度為HRC45—50．其鏈輪精度及綜合機(jī)械性能基本滿足設(shè)計要求，但由于在煤炭機(jī)械的設(shè)計上要盡量滿足較長的使用壽命要求。因此增加第2套方案加以對比，第2套方案相對第1套方案采用的改進(jìn)措施：
    (1)鏈輪磨損的改進(jìn)措施
    鏈輪材料采用42CrM04．將鏈輪鏈窩表面淬火硬度提高到HRC62左右，淬硬深度為12～15 mm。調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞強(qiáng)度和抗沖擊能力，韌性好，且無明顯的回火脆性．這樣能顯著提高鏈輪片的使用壽命。
    (2)加強(qiáng)設(shè)計加工和檢驗
    考慮到井下轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾的各種T況，加強(qiáng)中間筒與鏈輪片之間的聯(lián)接剮性（建議采用焊接工藝），從而滿足轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾鏈輪回轉(zhuǎn)的正常需要。提高零部件的加工精度．執(zhí)行嚴(yán)格的檢驗規(guī)范，加強(qiáng)對軸承浮動密封環(huán)等關(guān)鍵外購件的檢驗，，鏈輪組件的運(yùn)輸要注意保護(hù)，在裝配時，應(yīng)謹(jǐn)慎操作，防止損傷浮動密封。
2、鏈輪載荷計算
    刮板輸送機(jī)在井下的工作情況有很大的不確定性，很難形成確切的載荷理論，因此要確定其載荷．只能從某種理想情況下著手，不妨按直線段計算刮板輸送機(jī)重載時運(yùn)行阻力。該種工況下運(yùn)行阻力
3、有限元分析
    (1)定義載荷及約束
    根據(jù)上面的公式．計算出了鏈輪承受刮板鏈傳遞的壓力為35.21 kN,利用積分法精確計算出刮板輸送機(jī)鏈輪承載部位所受到的壓力，然后對鏈輪內(nèi)側(cè)進(jìn)行相應(yīng)的固定約束。
    (2)有限元計算
    運(yùn)用SolidWorks的COSMOSWorks設(shè)計分析模塊對端頭鏈輪進(jìn)行有限元分析，得到2種方案中鏈輪的變形和應(yīng)力云圖如圖1．圖4所示。得到較高硬度的42CrM04合金鋼材料的鏈輪變形量較小，較前者下降了5%，最大等效應(yīng)力較前者降低了8%,而鏈輪的屈服應(yīng)力值比前者也提高了近30%．改善效果非常明顯；形變量和最大等效應(yīng)力值的下降可以減小鏈輪在重載作用下發(fā)生變形過大致使鏈輪受力不均而導(dǎo)致的破壞的發(fā)生概率，有效地增加了鏈輪的可靠性、延長了刮板機(jī)的使用壽命，對提高井下采煤效率有著積極的作用。
4、結(jié)語
    采用有限元分析方法，可以借助于計算機(jī)仿真代替昂貴的現(xiàn)場測試．與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計方法相比，不僅可以降低成本，簡化設(shè)計流程，而且可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，對產(chǎn)品重點(diǎn)優(yōu)化部位也可作出明確判斷。