摇臂作为采煤机的重要组成部分,其工作性能的高低直接影响采煤机的效率。在复杂的采煤工作环境中,摇臂不仅受到由截割煤岩产生的截割阻力和轴向作用力,还因传动系统摩擦产热导致温度升高,与此同时还受到煤尘水雾的污染和侵袭以及散热条件差等因素影响,其中,摇臂发热问题是采煤机实际工作过程中普遍存在的问题。而关于温度对摇臂结构强度影响的有关研究相对较少。因此,本文从理论分析和数值模拟两个方面,基于传热理论对摇臂进行热平衡分析,并利用ABAQUS软件对采煤机摇臂三维温度场分布、热膨胀变形和热-力耦合变形等进行数值模拟研究。主要取得了如下研究成果:(1)依据热传导理论和对流换热理论,对采煤机摇臂进行了产热和散热分析,并根据能量守恒定律列出热平衡方程,得到了摇臂高速传动轴的温升曲线。对比有无水冷系统,摇臂内部安装冷却水管是保证摇臂正常工作的重要途径之一。(2)利用Pro/E软件建立摇臂力学模型,并基于ABAQUS软件对其进行瞬态温度场仿真模拟,得到了摇臂壳体和传动齿轮的温升曲线,以及不同摆角下摇臂温升的变化规律,并以此作为了随后数值模拟的已知条件。(3)在瞬态温度场模拟的基础上,对摇臂受热膨胀和热-力耦合作用数值模拟,得到了摇臂壳体各传动轴处的应力应变规律,以及不同摆角下摇臂最大应力点和最大位移点的变化规律,并对比热膨胀和热-力耦合作用下摇臂的应力应变结果大小,表明温度是影响摇臂应力大小的主要因素,载荷是影响摇臂位移大小的主要因素。研究成果可为控制摇臂箱体内部温升、调整摇臂摆角和截煤深度等,以确保摇臂能够正常工作提供理论依据。