晏显炜，彭 涛，姚亚峰

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

0 引 言

随着国家对环境保护问题的重视和供给侧改革，制造业的工艺流程也从环保角度不断优化。传统工艺之一的铸造，在发挥着至关重要的作用同时，生产过程中的污染问题也较为严重。煤矿井下全液压坑道钻机作为主要用于煤矿井下瓦斯抽采孔、地质勘探孔、防突卸压孔及其他工程孔施工的关键设备之一[1]，一直以来是煤矿安全生产和高效开采的重要设备，其很多零部件为铸造件。笔者拟提出优化其生产流程，可在保证其性能前提下改为焊接件，可减少污染，提高生产效率。选取钻机的给进装置油缸连接支梁进行优化设计，并进行有限元分析来验证其性能是否满足设计要求，为此优化设计提供理论依据。

1 焊接支梁结构设计及受力分析

支梁为给进装置连接油缸和拖板的零部件，传统支梁是一个左右对称的铸造类零件(见图1)，笔者参考其结构设计出焊接支梁(见图2)，由底板和立板组成，通过手工焊接在一起，再对焊接件进行打孔和焊后二次加工提高精度，生产效率较高，方法简单。

支梁位置在钻机的给进装置中，连接油缸和拖板，起到传递油缸给进起拔力的作用。支梁底板靠螺栓穿过螺栓孔与钻机拖板固定，立板靠一根销轴与油缸耳环连接在一起，主要受力来自于油缸的往复动作，即两个相对方向的给进与起拔过程[2]。本文钻机给进装置的油缸为单杆双作用缸，由于油缸往复运动时压力油作用的有效截面积不同，故取作用力较大的进行分析。……