图 3-1 截齿排列示意图 17

图 3-2 工作臂轴段结图 19

图 3-3 轴段受力示意图 19

图 3-4(a) 轴段 x 方向剪力弯矩图 20

图 3-4(b) 轴段 y 方向剪力弯矩图 20

图 3-4(c) 轴段扭矩图 21

图 4-1 结构离散过程 23

图 4-2 四节点四面体单元 23

图 4-3 摇臂机构实体模型 26

图 4-4 摇臂机构网格划分模型 27

图 4-5 摇臂机构受载图 28

图 4-6 摇臂机构等效应力分布云图 29

图 4-7 摇臂机构总变形位移云图 30

图 4-8 摇臂机构模态分析有限元模型 32

图 4-9 摇臂机构模态分析前六阶振型图 33

表清单

表序号 表名称 页码

表 2-1 联轴器主要技术参数 13

表 4-1 灰铸铁材料属性 26

表 4-2 摇臂机构前六阶的固有频率 32

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.1.1 课题的研究背景

在改革开放 30 年期间，我国的经济发展水平一直处于快速增长状态，并且 取得了显著的成就。能源的广泛运用为一个国家经济增长提供了重要的物质基 础，也促进了中国能源工业的巨大发展。在对我国能源资源储量的探明中发现， 煤炭占 94%，石油占 5.4%，天然气占 0.6%。我国能源的特殊条件决定了我国的 能源结构将长期以煤为主，煤炭仍将作为我国发展的主要能源。中国有关机构预 测显示：据统计未来 50 年，煤炭在全国一次能源消费结构中的比重将占大部分， 且仍将保持在 50%左右，消费总量将达到约 380 千万吨。

随着煤矿自动化程度的不断提高和一体化程度的不断提高，煤炭开采量也得 到了较快的发展。由于各个采区、工作面生产能力波动性较大、产煤量不稳定等 因素，这就导致了各个运输环节工作时间效率低，煤矿的生产能力得不到有效发 挥。此外，造成煤炭生产不协调的原因有：各方面的生产设备的工作方法和时间， 以及各种机械和电气设备可能出现故障等，将创造缺乏协调煤炭生产。为了使矿 井的开采率以及设备的利用率得到充分发挥，通常为了提高各个运输生产环节的 生产能力，主要把煤仓设置在矿井下的运输环节之间。煤仓结构如图 1-1 所示。

 井下煤仓示意图