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当前,国内由于对煤岩截割机理的研究不足,造成采掘机械设计依据不足、载荷计算比较盲目,设计出的产品存在很多缺陷,缺乏市场竞争力,仍处于仿制阶段。而大型煤矿购买的大型设备大多是进口的,缺乏自主创新。近年来,虚拟样机技术越来越成熟,可以将其应用到掘进机设计过程中。 本研究将虚拟样机技术引入到EBZ260型硬岩掘进机的研发中。应用Pro/E三维设计软件对掘进机建模,应用ANSYS有限元软件对其关键部件进行了柔性化处理,近一步利用ADAMS建立其刚-柔耦合多体模型。对截割头的瞬时负载数学建模,应用MATLAB求解数学结果,应用LS-DYNA对截割头与煤岩体的耦合进行动力学仿真,得到并分析了瞬时负载的特征。基于掘进机刚-柔耦合多体模型,对掘进机本体部、截割部、后支撑以及铲板进行了可靠性分析,最后利用ADAMS和ANSYS专对易损件一回转台进行了振动特性分析,指出了设计的不足之处并提出了优化改进措施。 基于虚拟样机的EBZ260掘进机设计降低了研发成本,获得最优设计方案,提高了设计人员的工作效率、缩短了设计周期,提升了国产装备的科技含量,对工作于复杂工况下的采掘装备的研究与设计奠定了基础,同时对煤炭行业的科技进步起到推动作用。