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[硕士论文] 罗汉
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:采煤机的工作环境复杂且不稳定,当采煤机过岩石断层时,持续截割岩石,致使作用在滚筒上的载荷急剧增大,截割部行星减速器的输出转矩等于滚筒阻力矩。长期在此工况下工作,可能会造成行星减速器各部件的损坏。行星减速器作为截割部传动系统的重要组成部分,一旦出现故障将会严重影响采煤机的正常工作。为检验行星减速器关键部件在此种工况下是否满足工作要求,针对MG300/755-WD采煤机截割部行星减速器开展以下工作。
  通过对滚筒作受力分析推出行星架的输出转矩,滚筒上的阻力分为截割阻力、推进阻力和侧向力。截割阻力对滚筒轴线产生的阻力矩即为行星架的输出转矩。滚筒工作过程中截齿的位置角和参与工作的数量均会改变,故行星架受到变载荷的作用。
  取截割部电动机保护电流——1.2倍的额定电流对应的载荷作为作用在行星减速器上的最大载荷,对其进行应力分析;取额定电流对应的载荷作为疲劳分析时的载荷。通过受力分析计算出作用在行星架、行星轮、太阳轮、内齿圈上的载荷。对行星轮、太阳轮、内齿圈做齿根应力分析和接触应力分析,强度均满足要求。对行星轮、太阳轮、内齿圈组成的行星机构做接触应力疲劳分析,结果满足要求。对行星架、行星轮、太阳轮做模态分析,其一阶固有频率均远远高于工作频率,能够避免共振的干扰。行星架的应力分析结果显示其强度满足工作要求,对其做疲劳分析,结果表明行星架的工作寿命低于设计寿命。
  进行了行星架侧板厚度变化对应力的影响分析,为提高行星架的疲劳寿命提供可行改进方法。保持行星架的左侧板不变,增加右侧板的厚度(1mm-12mm),增加间隔为1mm,重新建立12次模型,分别对其进行应力分析,找出最大应力值最小的一组,其增加的厚度为7mm。保持行星架右侧板的厚度不变,增加左侧板的厚度(1mm-12mm),增加间隔为1mm,重新建立12次模型,对其进行应力分析,找出最大应力值最小的一组,其增加的厚度为6mm。同时增加左右侧板的厚度6mm、7mm,进行应力分析,与以上两组对比,结果表明左侧板增加6mm时,效果最好。故改进方案为左侧板增加6mm,通过疲劳分析、模态分析验证其可行性,其固有频率和寿均满足要求。
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