采煤机进口扭矩轴力学特性分析

贾永军; 薛河; 张雨彪; 武军

doi:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0510

西安科技大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (05) : 941 -953. DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0510

采煤机进口扭矩轴力学特性分析

贾永军, 薛河, 张雨彪, 武军

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摘要

针对进口采煤机扭矩轴材料参数未知导致的国产化瓶颈问题，运用压入试验与有限元数值模拟相结合的方法，测定材料的核心力学性能参数，进而模拟静载与动载工况下，SL-750采煤机进口扭矩轴材料的应力应变，并与国产42CrMo材料的力学性能进行了对比研究。结果表明:正常工况下，42CrMo材料比SL-750材料产生的应力更大、更易变形;过载工况下，42CrMo材料的应变与剪应变均小于SL-750材料，其中，过载130%的工况下，SL-750材料发生塑性变形;过载160%工况下，42CrMo材料发生塑性变形;过载275%工况时，SL-750材料应力与剪应力均超过极限值，材料发生断裂，扭矩轴被剪断。另外，正常工况下，2种材料在卸荷槽处的应力应变分布规律一致，在弹塑性阶段的力学性能相近，在关键区域的弹塑性响应一致;过载工况下，SL-750材料在同等载荷下其屈服载荷、断裂载荷均低于42CrMo材料的极限值，呈现“高延展性-低强度”的特征。通过对采煤机扭矩轴力学性能及受载断裂机理研究，为破解进口关键零部件材料提供新方法，对提升矿山装备国产自主保障能力具有重要工程价值。