采煤机在截割过程中,刮板输送机中部槽既是采煤机的运行轨道,又是物料运输的主要载体,还会受到采煤机截割煤壁落下的煤岩等的冲击。此外,中部槽还会面临着多种工况和复杂多变的矿井环境,因此中部槽也成为刮板输送机中消耗量最大的部件之一,一旦出现故障,其维修难度大而且影响生产进度,导致资源浪费。本文以刮板输送机为研究对象,在采煤机与刮板输送机耦合作用基础上对中部槽进行动力学分析。首先,获取采煤机与刮板输送机耦合作用载荷。利用LS-DYNA进行煤岩截割仿真,获取采煤机截割煤壁时滚筒所受外载荷;采用ADAMS多体动力学软件创建合理的采煤机与刮板输送机耦合模型,将之前所得滚筒的三向力施加在采煤机滚筒质心处,通过仿真获取采煤机对刮板输送机中部槽的作用载荷。结果表明,在滚筒所受的三向力中,牵引力最大,截割阻力次之,侧向力最小;采煤机导向滑靴与行走轮对中部槽的作用力,牵引方向最大,行走轮轴心方向最小,平滑靴竖直方向上的压力大于牵引方向上的摩擦力。其次,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,在煤岩底板平整与底板不平整条件下,将所得采煤机对中部槽的载荷施加在对应位置,对中部槽进行动力学仿真分析,获取相邻中部槽、哑铃销对中部槽的载荷作用曲线,以及中部槽应力分布和变化规律。结果表明,当采煤机行走轮运行至两节中部槽交界处时,相邻中部槽以及哑铃销与中部槽的相互作用力最大,中部槽高应力区域发生在煤壁侧凹端哑铃窝以及同侧肋板根部,底板不平整会增加受力幅值。然后,利用ANSYS W,orkbench软件对中部槽在底板平整与底板不平整情况下进行瞬态动力学分析,将分析结果导入ncode Design Life软件中对中部槽进行动载情况下的疲劳寿命仿真分析,获取疲劳寿命分析云图。结果显示,在铲煤板侧槽帮肋板根部最易发生疲劳破坏,底板不平整情况下,中部槽的疲劳寿命会严重降低,在实际工作中应该避免此类情况的发生。最后,利用ANSYS Workbench中的优化模块,对中部槽易出现的高应力以及疲劳破坏部位进行动载情况下的优化设计。以铲煤板侧槽帮哑铃窝半径、肋板倒角半径以及左侧、中间、右侧各一条肋板的厚度为设计变量,以最大等效应力、最大变形量、槽帮质量为目标变量,在相应的优化设计模块中进行一系列的试验设计,为中部槽结构的设计与优化提供了方向。