试验研究No.7,2024 DevelopmentManagement andMechanical 2024年第7期Total 255 总第255期 机械管理开发i.cn14-1134/th.2024.07.024煤矿单绳提升机主轴装置不同工况下承载性能分析王东辉（晋能控股集团永定庄煤业公司机电部， 山西 大同 037000)摘要：单绳缠绕式煤矿提升机具有较强的适应性，在煤矿开采中具有广泛的应用，不同的运作时的状态及变化对主轴装置的承载具有较高的要求。采用ANSYS有限元模拟的形式对三种典型工况下主轴装置的应力变化做多元化的分析，根据结果得出，主轴装置的最大应力随着钢丝绳缠绕层数地增加而增加，主轴装置的承载性能满足系统的...

  试验研究No.7,2024 DevelopmentManagement andMechanical 2024年第7期Total 255 总第255期 机械管理开发D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2024.07.024煤矿单绳提升机主轴装置不同工况下承载性能分析王东辉（晋能控股集团永定庄煤业公司机电部， 山西 大同 037000)摘要：单绳缠绕式煤矿提升机具有较强的适应性，在煤矿开采中具有广泛的应用，不同的运作时的状态及变化对主轴装置的承载具有较高的要求。采用ANSYS有限元模拟的形式对三种典型工况下主轴装置的应力变化做多元化的分析，根据结果得出，主轴装置的最大应力随着钢丝绳缠绕层数地增加而增加，主轴装置的承载性能满足系统的使用需求。关键词：提升机；主轴装置；承载性能；仿线 文献标识码：A 文章编号：1003-773X(2024)07-0068-020 引言煤炭是我国重要的能源，在能源的使用中占了重要的比例，我国的煤炭多以地下埋藏的形式赋存，多采用地下井工开采的方式。在煤矿的开采中，矿井提升机是进行煤矿井下人员及材料、设备等物质输送的重要设备，是联系井上与井下的重要通道，矿井提升机的安全可靠性对煤矿的安全生产具备极其重大的影响作用。单绳缠绕式矿井提升机是煤矿井下输送特别是斜井输送中普遍的使用的设备形式[1]，可适用于不同开采深度的矿井，且在井上及井下均可安装,具有较大的便利性。主轴装置是提升机的核心部件,在单绳矿井提升机作业过程中，主轴装置作为主要的承载部件，受到输送物质的质量载荷作用及波动载荷作用较大，对主轴装置的承载性能具有较高的要求。针对主轴装置的承载性能，采用有限元仿真模拟的形式进行不同工况下的应力变化分析[2]，从而为矿井提升机主轴装置的设计使用提供参考，保证煤矿的安全开采输送。1卓 单绳煤矿提升机主轴装置分析模型的建立单绳缠绕式煤矿提升机通过卷筒对钢丝绳进行卷绕实现对输送物质的提升或下落，以煤矿使用JK-20E型单绳煤矿提升机为例对主轴装置的承载性能做多元化的分析。单绳煤矿提升机主轴装置主要由主轴、卷筒、绳槽及支轮等零部件构成，主轴与支轮之间采用过盈配合进行连接，支轮通过支环与腹板连接，外部进行绳槽的焊接，实现主轴装置的同步运行[3]。在生产制作的完整过程中，主轴采用45钢制成，主要起到支撑作用，卷筒采用16Mn合金钢制成，具备比较好的焊接性能，承受较大的钢丝绳作用力；主轴装置的制动通过闸片与盘式制动器相互摩擦实现，闸片采用ZG310-570合金钢铸造而成，具有较好的强度及韧性。JK-20E型单绳煤矿提升机得到卷筒直径为2500mm，钢丝绳总长度为1300m，钢丝绳直径为26mm，使用的过程中出绳端产生的张力作用为90kN，最大提升加速度为0.5m/s。采用SolidWorks三维建模软件进行主轴装置模型的建立，为便于后续对主轴装置的性能进行有限元分析，在建模过程中对主轴装置的结构可以进行一定的简化处理,对不影响整体性能的孔、键槽、螺纹孔等忽略处理，得到主轴装置的结构模型如图1所示。右轴承约端面左轴承约束端面图1 主轴装置结构模型采用ANSYSWorkbench进行主轴装置的强度性能分析,将结构模型导入到Workbench中进行网格划分处理，网格划分的质量对模型的计算分析结果具有直接的影响作用。采用六面体单元网格进行主轴装置的自动网格划分，并对网格的大小来控制，为保证主轴装置中薄壁部件的网格划分，设定网格尺寸在30mm以内，并对薄壁部件进行多区域网格划分的形式，提高网格划分的质量，得到主轴装置的网格划分模型如图2所示。对主轴装置的强度性能进行仿真计算，对模型进行初始化设定：主轴装置的材质均匀且为各向异性，主轴装置两端挡绳板受到的轴向作用力相同，同层缠绕的钢丝绳的受力均匀。主轴装置的各零部件在运行图2 主轴装置网格划分模型收稿日期：2023-04-25作者简介：王东辉（1998一），男，山西大同人，本科，毕业于银川能源学院，助理工程师，研究方向为机械工程。