【摘 要】
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国产采煤机虽然能够基本满足国内煤炭企业的生产需求,但与世界先进的采煤机相比差距仍然很大,这主要体现在采煤机智能化、故障率、整机性能、零部件使用寿命等方面。如何减小与国外采煤机的差距成为当前首要问题,而其中重要研究内容之一是提高采煤机关零部件的可靠性。本课题针对采煤机动力传动系统的可靠性问题,本文研究对象为MG500-WD型采煤机动力传动系统,为了研究采煤机动力传动系统的可靠性,本文建立了其集中质量
【基金项目】
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项目名称:采煤机摇臂传动系统及传动轴的时变可靠性理论研究.(项目编号:NO.U1710119).经费来源:国家自然科学基金联合基金,起止年月:2018年1月-2020年12月;
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国产采煤机虽然能够基本满足国内煤炭企业的生产需求,但与世界先进的采煤机相比差距仍然很大,这主要体现在采煤机智能化、故障率、整机性能、零部件使用寿命等方面。如何减小与国外采煤机的差距成为当前首要问题,而其中重要研究内容之一是提高采煤机关零部件的可靠性。本课题针对采煤机动力传动系统的可靠性问题,本文研究对象为MG500-WD型采煤机动力传动系统,为了研究采煤机动力传动系统的可靠性,本文建立了其集中质量模型,通过该模型计算出了采煤机动力传动系统各个部件之间的应力,通过应力分析,确定了其最易失效部件及其失效模式,然后针对其最易失效零部件进行了可靠度与其可靠性灵敏度研究。本文具体内容如下:(1)将摇臂传动系统简化为齿轮-转子-轴承系统,建立其集中质量模型,求解其系统状态微分方程,得到各个齿轮间的啮合位移,然后据此算出各个齿轮副之间的啮合力,最终依此啮合力根据齿轮弯曲应力和接触应力公式,得到齿根弯曲应力和齿面接触应力。(2)根据齿轮齿面接触应力,运用Goodman直线修正法与线性积累损伤法则估计出采煤机输入端齿轮1与齿轮2的疲劳寿命,然后进行拉丁抽样获取了齿轮1与齿轮2随机疲劳寿命和参数变量的数据库,利用神经网络拟合其疲劳寿命与随机参数变量的函数关系,建立齿轮1与齿轮2抗疲劳可靠性模型,并采用改进一次二阶矩算出其抗疲劳可靠性及可靠性灵敏度。并用Monte Carlo仿真结果进行了验证。(3)根据齿轮1和齿轮2的最大啮合力与相关文献,计算了采煤机输入端齿轮1和齿轮2的摩擦热流量和对流传热系数,并运用ANSYS对齿轮各个面进行加载,得到采煤机输入端齿轮稳态温度场,获得了采煤机输入端齿轮最高温度。(4)对采煤机输入端齿轮进行了拉丁抽样,利用拉丁抽样数据代入了所建立的采煤机摇臂传动系统模型中,获得了其对应的最大啮合力,然后利用此啮合力数据,计算了对应样本点的摩擦热流量与对流系数,依次用ANSYS加载,获得了其对应的最高温度,利用响应面拟合其最高温度与随机参数变量的函数关系,建立齿轮1与齿轮2温度可靠性模型,并采用摄动法算出其温度可靠性及可靠性灵敏度。并用Monte Carlo仿真结果进行了验证。
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