王 斌

（山西省高平市科兴米山煤业有限公司，山西 高平 048400）

引言

伴随着大功率机械设备的时代到来，采煤机关键部件——摇臂的结构稳定性至关重要，在恶劣的矿井环境中，需要保证长时间受到各类载荷作用的条件下而不被破坏。摇臂结构通常受到循环载荷作用后，出现疲劳损坏的现象，在润滑油的浸湿下将扩大点蚀范围，最终产生破坏性的断裂损伤[1]。通过仿真技术软件，对采煤机的真实工况进行模拟。根据摇臂在摆动过程中的应力分布情况进行分析，找到结构应力集中的危险位置。通过有针对性的结构优化设计，避免了摇臂部件的应力集中现象，提升了摇臂的结构安全性，延长了使用寿命。

1 J81B型采煤机简介

1.1 J81B型采煤机结构部件

J81B型采煤机是矿井常用的采煤机设备，主要针对于薄煤层的煤炭开采作业。该型采煤机的购买成本较低、可移动性较强、整体结构组成简单以及具有多种功能而被广泛使用[2]。组成的关键部件主要分为三大部分，分别为电动机、减速箱和摇臂壳体。电动机类型为无级双轮驱动，并且可实现变频功能；减速箱结构最复杂，包含齿轮、齿轮轴的轮系组合以及冷却喷雾装置[3]。本次研究的摇臂是通过铰接结构与主体机身进行连接，材料为铸造构件。在摆臂的中部形成凹形或挖孔结构，实现轻量化设计，整体结构如图1所示。

图1 J81B型采煤机整体结构组成图

1.2 J81B型采煤机技术参数

J81B型采煤机采用的是七轴组件结合两级行星机构的运动体系，为了防止过载安全隐患，电动机内部安装的传动轴具有细长柔性的特点。……