0、引言
    SG2630系列雙鏈整體鑄焊刮板輸送機是結(jié)合我國煤礦的實際生產(chǎn)情況研制的、應用較為普遍的煤炭輸送機械，在國內(nèi)得到了廣泛的應用。由于煤礦井下工作條件的特殊．刮板機經(jīng)常處于連續(xù)超負荷工作狀態(tài)，而鏈輪作為一個主要承載件和一個易損件必須要滿足工作強度要求才行，因此鑒于鏈輪工作特殊性及其對刮板輸送機的重要性，提高其設計可靠性是非常必要的。但是，如果通過成品試制來對其進行工業(yè)試驗成本會大大提高。因此有必要采用有限元分析的方法對刮板輸送機鏈輪進行強度設計分析。采用SolidWorks的COSMOSWorks設計分析技術(shù)，對鏈輪進行有限元分析，通過采用不同的合金鋼材料及不同的熱處理方式。算出鏈輪的應力和形變量，進行對比分析確定最優(yōu)，可以大大提高端頭鏈輪的設計效率和降低設計與制造成本，為更加合理快速改進鏈輪提供參考數(shù)據(jù)和可行性方案。
1、鏈輪設計方案分析
    鏈輪軸組是刮板鏈運行的傳動部件，主要由軸、軸承、軸承座、密封件、鏈輪、定位套等組成。鏈輪需根據(jù)鏈條規(guī)格型號，依據(jù)標準進行設計，不同型號的鏈條應遵循不同的鏈輪標準。
    對于輸送鏈輪來說．因為與之相酉己的鏈條通常節(jié)距較大，為了避免鏈輪尺寸過大，相對于傳動用鏈輪．輸送鏈輪的齒數(shù)一般都較少。輸送鏈輪的齒槽常采用節(jié)線有分離量的齒槽形狀．用這種齒形可使輸送鏈條能通過鉸鏈在鏈輪根圓上作周向移動來補償鏈條節(jié)距的變化。另外，鏈輪一般還要有齒溝端面倒角，其作用是使物料易于從齒槽內(nèi)排出，避免造成跳鏈。
    鏈輪第1套方案采用35CrMo鍛打件，用線切割加工齒形和內(nèi)花鍵，保證各部精度等級，粗糙度達到Ra6.3。齒面調(diào)質(zhì)后淬火處理，硬度為HRC45—50．其鏈輪精度及綜合機械性能基本滿足設計要求，但由于在煤炭機械的設計上要盡量滿足較長的使用壽命要求。因此增加第2套方案加以對比，第2套方案相對第1套方案采用的改進措施：
    (1)鏈輪磨損的改進措施
    鏈輪材料采用42CrM04．將鏈輪鏈窩表面淬火硬度提高到HRC62左右，淬硬深度為12～15 mm。調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞強度和抗沖擊能力，韌性好，且無明顯的回火脆性．這樣能顯著提高鏈輪片的使用壽命。
    (2)加強設計加工和檢驗
    考慮到井下轉(zhuǎn)載機機尾的各種T況，加強中間筒與鏈輪片之間的聯(lián)接剮性（建議采用焊接工藝），從而滿足轉(zhuǎn)載機機尾鏈輪回轉(zhuǎn)的正常需要。提高零部件的加工精度．執(zhí)行嚴格的檢驗規(guī)范，加強對軸承浮動密封環(huán)等關(guān)鍵外購件的檢驗，，鏈輪組件的運輸要注意保護，在裝配時，應謹慎操作，防止損傷浮動密封。
2、鏈輪載荷計算
    刮板輸送機在井下的工作情況有很大的不確定性，很難形成確切的載荷理論，因此要確定其載荷．只能從某種理想情況下著手，不妨按直線段計算刮板輸送機重載時運行阻力。該種工況下運行阻力
3、有限元分析
    (1)定義載荷及約束
    根據(jù)上面的公式．計算出了鏈輪承受刮板鏈傳遞的壓力為35.21 kN,利用積分法精確計算出刮板輸送機鏈輪承載部位所受到的壓力，然后對鏈輪內(nèi)側(cè)進行相應的固定約束。
    (2)有限元計算
    運用SolidWorks的COSMOSWorks設計分析模塊對端頭鏈輪進行有限元分析，得到2種方案中鏈輪的變形和應力云圖如圖1．圖4所示。得到較高硬度的42CrM04合金鋼材料的鏈輪變形量較小，較前者下降了5%，最大等效應力較前者降低了8%,而鏈輪的屈服應力值比前者也提高了近30%．改善效果非常明顯；形變量和最大等效應力值的下降可以減小鏈輪在重載作用下發(fā)生變形過大致使鏈輪受力不均而導致的破壞的發(fā)生概率，有效地增加了鏈輪的可靠性、延長了刮板機的使用壽命，對提高井下采煤效率有著積極的作用。
4、結(jié)語
    采用有限元分析方法，可以借助于計算機仿真代替昂貴的現(xiàn)場測試．與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的設計方法相比，不僅可以降低成本，簡化設計流程，而且可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，對產(chǎn)品重點優(yōu)化部位也可作出明確判斷。