李文飞

(山西晋煤集团赵庄煤业，山西 长子 046600)

0 引 言

随着我国经济的飞速发展，煤炭的需求量越来越大，使得煤炭开采的规模和深度逐年增加，对煤矿开采机械可靠性提出了更高的要求[1]。EBZ220型掘进机作为煤炭开采过程中的重要设备，其应用范围越来越广泛，不仅提高了煤矿开采效率，还提高了煤炭企业的经济效益[2]。研究表明我国年巷道掘进多达600多万米，其中2/3由掘进机完成，因此必须提高掘进机的掘进效率和可靠性，使其更好地适应矿井内复杂的工作情况[3-4]。掘进机服役条件极其恶劣，截割机构受力情况较为复杂，工作载荷波动范围较大，这就增加了掘进机所受动载荷过大出现破坏[5]。截割臂作为掘进机的重要组成部分，结构的安全性和可靠性直接关系着掘进机的工作稳定性，尤其是伸缩外筒的强度和刚度[6]。因此对伸缩外筒进行仿真分析，找出应力集中位置，进一步优化改进，对于提高掘进机的工作可靠性具有重要的意义。

1 截割臂结构及工作原理

掘进机包括两种类型，即纵轴式和横轴式，横轴式掘进机截割头旋转的轴线垂直与之相连的悬臂轴线，能够承受较大的煤矿截割阻力，保证足够的截割能力，应用较广泛。横轴式掘进机主要由截割机构、回转机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统和喷雾除尘系统组成，其中截割机构主要由工作臂、截割头、截割电动机、截割减速器和喷雾系统等组成。截割机构工作时由交流电动机输出驱动扭矩，经由联轴器传输至减速器，驱动截割头旋转，实现截割头的旋转截割。……