1、精選優質文檔-傾情為你奉上畢業設計(論文) 開題報告題 目 刮板輸送機關鍵零部件的有限元分析院、系(部) 機械工程學院 專業及班級 機械設計制造及其自動化#班 姓 名 # # # 指 導 教 師 # # # 日 期 本科畢業設計(論文)開題報告題 目刮板輸送機關鍵零部件的有限元分析選題類型工程應用一、選題依據(簡述國內外研究現狀、生產需求狀況, 說明選題目的、意義，列出主要參考文獻)：（一）國內外研究現狀 刮板輸送機是綜采工作面的主要配套設備之一，而溜槽是其關鍵部件之一，因為刮板輸送機的壽命是以溜槽的耐磨性為主要指標的1。國外許多企業對這一問題的解決辦法是采用更先進的鑄造設備、材料和工藝方法，

2、并研制出一套先進可靠的檢測系統來對其故障實時診斷，以便快速檢修更換。他們研制的溜槽生產周期短使用壽命長，很受顧客的青睞。而我國產的刮板輸送機研制起步比較晚，約落后國際先進水平1015年2，許多部件都是仿照進口的，像溜槽的材質中的含碳量與合金比例,制造時都是憑借經驗，還有許多結構設計尺寸都是參考進口溜槽，對其放大或縮小，而并沒有對其進行較為科學的計算校核。為了結構可靠和延長使用壽命，大部分企業都盲目地選擇提高安全系數的方法。這樣一來就有可能造成材料的浪費、機體的笨重和能耗，甚至還不能解決問題。如果單靠傳統的計算校核方法來對溜槽進行結構力學分析會相對復雜困難，所以許多人都選用一些大型有限元軟件，例

3、如ABGUS、ANSYS等，對刮板輸送機關鍵部件進行分析。然而，對溜槽，特別是擋板曹幫進行有限元分析的研究很少，雖然也有人在這方面做研究，但我覺得他們的分析還不夠全面。有限元軟件ANSYS是美國ANSYS公司開發的，具有與Pro/Engineer，NASTRAN,Alogor,Inventer,AutoCAD等多種CAD軟件相連的數據接口，可實現數據共享和交換3。它在許多工程領域和科研方面都被廣泛運用，功能強大，分析問題可靠接近實際。所以我打算在前人的研究基礎上利用有限元軟件ANSYS再對溜槽擋板槽幫做深入的研究分析，以期對實際生產提供更加可靠實用的理論依據。 （二）生產要求狀況及選題意義 刮

4、板輸送機在現時代機械化采煤工作面占有重要地位。它的設計研制應該滿足現代綜合機械化采煤工作面三機配套要求，即擔負運煤任務且作為移架支點；擔負推移液壓支架任務（推溜）；作為采煤機的縱向行走軌道。可見，在綜采工作面刮板輸送機扮演著很重要的角色，是現代綜采工作面不可缺少的一部分。但是，多年來的生產實踐證明，刮板輸送機事故影響生產時間為工作面其他設備之首，占工作面事故時間的25%50%4。所以它的任何一個關鍵零部件的損壞失效都可能導致工作面的生產工作無法正常進行，甚至會造成巨大的經濟損失和安全事故。由于煤礦井下工作條件惡劣，刮板輸送機特別是它的溜槽附件很容易被刮板鏈及采煤機滑靴劃傷磨損，所以采煤機要求溜

5、槽具有較高的強度和耐磨性，以便承受采煤機重量以及液壓支架的推拉。因此，對刮板輸送機槽幫鋼進行受力分析，找出薄弱環節并運用機械設計相關理論對其優化，在現實生產中具有重要意義。但是，如果通過傳統的機械設計理論對其結構力學分析和強度校核，再試制成品來對它進行工業試驗，這工作量和成本都是相當巨大的。雖然許多前人已經在這方面做出了許多設計改進，但是通過查閱文獻可以發現，他們的設計仍有許多不足之處，例如，西安科技大學白曉輝學長做的大功率刮板輸送機中部槽受力與有限元分析5，其中對中部槽幫鋼受力分析時就少考慮了一種工況，即刮板輸送機作為采煤機軌道的受力情況。鑒于此，作者認為有必要采用有限元方法對刮板輸送機溜槽

6、進行強度設計分析。在前人研究的基礎上，結合所學機械設計理論對其進行優化改進。（三）主要參考文獻 1謝錫純，李曉豁主編，礦山機械與設備，徐州：中國礦業大學出版社，2007。 2王志亮，采煤刮板輸送機鏟板槽幫的拓撲優化分析，河北工業大學碩士學位論文。 3謝龍漢等主編，ANSYS結構及動力學分析，北京：電子工業出版社，2012 4王成學，李志斌，框架式刮板輸送機的研制和應用。 5白曉輝，大功率刮板輸送機中部槽受力與有限元分析。 二、主要研究(設計)內容、研究（設計）思路及工作方法或工作流程（一）研究內容 溜槽是刮板輸送機的關鍵部件之一，它的可靠性及可維修性很大程度上決定了企業的日產煤量。本課題對刮板

7、輸送機的易損件溜槽及其附件進行有限元分析，做出其零件應力應變云圖，找出其危險截面（即最有可能因載荷或磨碎失效的部位），利用機械設計理論和材料力學等所學知識對其優化設計改進，從而使刮板輸送機的使用壽命及可靠性提高，以滿足煤礦生產惡劣環境下的需求。（二）研究思路及方法 首先，利用學校的電子圖書資源盡可能多的查看一些國內外有關刮板輸送機溜槽關鍵易損部件設計研究的現狀，了解別人的設計改進方法以及分析解決問題的方法。然后總結他們的方法，從中找出缺陷或有待進一步解決的問題。 然后，用三維機械設計設計軟件Solidworks中的零件設計模塊對煤礦生產中使用最頻繁的溜槽建模。Solidworks具有很強的建模

8、功能操作方便靈活，可實現參數化零件建模，對于刮板輸送機溜槽如果直接在ANSYS中建模，其工作量是相當大的。利用Solidworks建模，充分利用了3D零件設計的優勢。此后，將溜槽的三維模型保存為ANSYS可以數據接口的格式，再導入ANSYS中對其依次進行參數定義、劃分網格、施加邊界條件約束、施加載荷、求解最后進行后處理顯示應力應變云圖。這樣就可以充分發揮Solidworks和ANSYS各自的優勢，更高效地完成設計分析工作。 接下來，結合實際生產情況對零件的應力應變云圖認真分析，分析危險截面出現的位置是否與實際生產中遇到的情況相符合。然后運用機械設計理論針對那些薄弱環節進行改進設計，例如對應力集

9、中問題造成的應力過大可考慮增大圓角半徑方法改進。此后，再利用Solidworks修改改進后的模型，再將其導入ANSYS中再次對其受力分析驗證所采用的改進設計方法是否科學可行。如果與預期的結果不相符，就向相反的方向改進，直到優化設計出強度更能滿足要求的結果。最后，保存結果，并繪制工程零件圖，撰寫畢業設計論文說明書。 三、畢業設計(論文)工作進度安排 1、3月4日3月15日：查閱大量與本課題相關的文獻資料，了解刮板輸送機的發展現狀，學習刮板輸送機的傳統設計方法。 2、3月16日3月22日：確定自己畢業設計的具體任務和完成課題的方法，然后按規范撰寫提交開題報告。3、3月234月20日：認真系統的學習ANSYS有限元軟件中的結構分析模塊，熟練結構分析的步驟和方法，并且多做練習鞏固。 4、 4月21日4月30日：按圖紙尺寸和技術要求用Solidworks零件進行三維參數化建模，并將其導入大型有限元分析軟件ANSYS中，對其結構力學分析和優化設計。 5、5月1日5月20日：按規范，認真撰寫畢業設計論文，完成論文初稿。 6、5月