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支架搬运车是煤矿井下综采工作面快速搬家倒面的专用液压支架搬运设备，具有载重能力大、转运速度快、机动灵活、爬坡度大等优点，可以实现工作面之间的不转载运输，极大地提高了煤矿井下的支架转运效率。而重载支架搬运车是指为适应大采高综采工作面的重型液压支架快速搬运而开发的，载重量在40 t以上的特种支架搬运设备�？蚣苁街Ъ馨嵩顺挡捎梦耷诺目蚣苁匠性亟峁购腿貉骨绞�，轮边配以马达+轮边行星减速器，如图所示。煤矿井下工作环境恶劣，路面坑洼不平，车辆重载运行过程中轮边减速器将承受较大的冲击载荷，且减速器承载部件受到拉、压、弯、扭的交变应力的作用，因此必须保证其有足够的强度，否则将导致减速器承载部件发生断裂等失效事故。由于减速器承载轴壳自身结构的复杂性，通过传统的计算方法难以实现对其结构强度的精确计算。本文采用有限元分析方法，对重载框架式支架搬运车轮边减速器的承载轴壳的强度进行了分析计算，得到其应力分布情况，为此类型承载部件的强度校核提供了一种可行的计算方法。
轮边减速器典型工况受力分析，图为重载框架式支架搬运车轮边结构图，减速器两端分别与机架和轮惘通过螺栓联接，驱动马达的扭矩经过行星减速器降速后传递给轮胎。由图分析可知整机的工作负荷最终都由4个减速器的承载轴壳承担。减速器承受地面传给轮胎的径向支撑反力F，在车辆转向时又承受地面传给轮胎的轴向摩擦力K(方向可能向左，也可能向右)。由上述分析计算，确定了承载轴壳受力分析的边界条件：最左端轴壳和机架固定处为固定位移约束；靠近左端为轴承1传递给壳体的径向轴承力，方向为沿Y轴正向；靠近右端为轴承2传递给壳体的径向轴承力F，方向为沿Y轴负向；考虑到拉应力对工件破坏较大，并经过对比分析，在轴承2右端部螺纹挡圈端面上施加了沿Z轴正向的轴向力F；在外端齿轮处施加了沿圆周切向的扭矩T。
(1)有限元分析理论，有限元法就是把复杂的结构看成是由有限单元所组成的连续弹性体。有限元分析过程首先从单元分析入手，确定单元内的位移、应变、应力模式，并确定单元节点力与单元节点位移的关系，建立单元刚度矩阵。根据离散化结构的联接方式，将各个单元刚度矩阵进行组集，得到反映整体结构位移与载荷关系的总体刚度方程。通过求解该刚度方程可得出各个单元的位移，再利用单元分析得到的关系求出单元应力及其应变。即有限元分析的主要内容是：单元离散化、单元分析、整体分析。(2)有限元模型的建立，①建立三维模型，首先根据设计图建立精确的三维模型，并对三维模型进行合理的简化处理，去掉对小孔、小圆角、小倒角等对有限元计算影响较小的特征元素。②网格划分，网格单元形状不好将导致计算结果误差变大，单元数量过多又会导致计算量增加，网格划分需严格控制单元划分的质量。由于承载轴壳的拓扑结构为一个旋转体，因此可以采用扫掠网格进行网格划分，即先在轴向的任一切面划分网格后，再沿周向扫掠出六面体网格。另外，为保证计算精度又不至于单元数量过多，确定网格单元尺寸为20 mm，这样，保证每个实体型面都有2层以上的网格生成。单元总数为54225个，节点总数达到93444个。
按照1(2)节的分析，对模型施加有限元分析边界条件。图所示为计算所得轴壳的综合应力分布云图。从图中可以看到最大应力发生在施加扭矩面的根部，其值为191 MPa，而在轴承1处的台阶轴根部应力值为155 MPa，轴壳材料选择35CrMo，承载轴壳尺寸范围的该材料工件屈服极限为490 MPa。根据以上分析计算，得出结论：该结构承载轴壳在典型工况下的强度是足够的，此工况下的安全系数为2.6，考虑到实际使用中此恶劣工况条件只占所有工况的1/4，因此认为该轴壳能够满足使用要求。
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