罗松松,张安宁,张彪,陶永芹,毛马杰

(1．凯盛重工有限公司, 安徽 淮南 232058； 2．安徽理工大学， 安徽 淮南 232001；3．中国煤炭学会煤矿机电一体化专业委员会， 上海 200030)

0 引言

为满足煤矿炮掘工作面需求，本公司研发了CMZY2-400/35型钻装锚一体机，该机集打爆破孔、打锚杆孔、破碎、挖掘装载、运输、行走于一体，主要用于岩巷炮掘工作面。其主体结构主要包括钻臂机构、扒装机构、运输机构及行走结构。钻臂是其关键部件之一，其性能好坏直接影响掘进效率[1-3]。为使钻臂能够快速灵活地在打炮眼、侧锚杆眼、顶锚杆眼之间切换，该一体机在钻臂上端采用了双摆动油缸的万向臂结构，主臂、万向臂、凿岩机构如图1所示，万向臂由摆动油缸1、摆动油缸2和连接板组成，摆动油缸1的摆动轴与凿岩机构连接，缸体通过连接板与摆动油缸2的摆动轴连接；摆动油缸2的缸体与主臂连接。该结构由于空间限制，两个摆动油缸连接处和摆动油缸与推进器架连接处结构相对单薄，必须对其进行强度校核，以确定是否满足强度要求，并找出结构薄弱点，为进一步改进提供方向。

1 万向臂工况分析

1.1 钻臂工况分析

根据该一体机的工作过程，可得出钻臂主要存在向前打中上部炮眼，向前打下部炮眼，向侧面打中上部锚杆眼，向侧面打下部锚杆眼，向上打顶部锚杆眼和向下打底部锚杆眼这6种基本工况。

1.2 万向臂外载荷分析

钻臂在工作过程中需要调整多种姿态以保证凿岩机构钻凿不同方位的炮眼和锚杆眼，连接主臂和推进器的万向臂虽然在空间上可能是任意位置，但万向臂的2个摆动油缸始终保持垂直关系，摆动油缸1与推进器也始终保持垂直关系。……