近些年,由于煤炭能源储量的减少,煤炭开采已不再是盲目开采。为实现精准、高效的煤炭开采,在煤炭开采之前,应以实际矿井的工作环境和特点为依据,合理选择综采工作面的采煤机、刮板输送机和液压支架,也称“三机”。刮板输送机作为最重要的运输装备,在综采设备中占有重要地位。刮板输送机的主要传力部件为链轮组件,其好坏将对整个综采工作面的生产效益造成直接影响。本课题基于中国丁集煤矿31121)(工作面地质概况,依据工程力学理论推导和主要结构件仿真分析展开相应的综采工作面“三机”的选型问题探讨研究。应用现代化仿真软件对刮板输送机的链轮组件进行仿真分析,并对刮板输送机的链轮进行拓扑优化,为业内技术人员对“三机”选型问题的探讨提供一定的理论支持和分析依据。本课题的主要工作如下:(1)基于中国丁集煤矿31121)(综采工作面的结构,对其地质概况进行分析,提出解决“三机”配套设备选型技术难题的关键因素;(2)绘制了“三机”选型框图,通过对中国丁集煤矿31121)(综采工作面特点的分析,结合绘制的“三机”选型框图,对“三机”的技术参数进行探究,应用工程力学理论和现代矿井综采技术对综采工作面“三机”进行选型设计;(3)利用SolidWorks软件对链轮链环的接触模型、单节链环、单链轮和双链轮进行三维建模。利用ANSYS Workbench软件对刮板输送机的的接触模型进行静态接触分析,得出了链轮链环啮合接触时的应力分布图和变形图。利用ANSYS Workbench软件分别对单节链环、单链轮和双链轮进行模态分析,得到了它们的前六阶模态振型图,通过分析振型图及所对应的固有频率,为链轮和链环的设计提供了一定的参考;(4)利用ANSYS Workbench软件对链轮链环的接触模型进行拓扑优化,得到了优化后链轮链环啮合接触时的应力分布图和变形图,优化后单个链轮的应力分布图和变形图,对链轮优化前后的重量、等效应力和变形量进行对比,发现优化后的链轮结构优于原链轮。图 [42] 表 [26] 参 [53]