基于应力-强度干涉理论的采煤机截割部关键零件可靠性分析

论文摘要

随着中厚煤层不断开采完毕,薄煤层开采比重将不断加大,其安全、高效开采日显重要,但由于开采空间有限、条件恶劣,采煤机易出现设计结构不合理、工作状态不稳定、可靠性差等问题。以MG2* 100/455-BWD新型薄煤层采煤机截割部为工程对象,采用Pro/E,ANSYS,ADAMS建立了该采煤机的刚柔耦合虚拟样机模型,基于破煤理论建立了采煤机螺旋滚筒的力学模型,通过MATLAB编制了相关程序解决了刚柔耦合虚拟样机模型载荷添加的问题;通过虚拟仿真获取了关键零件输出轴、壳体、行星架的Von Mises应力分布及最大应力节点应力值的时域信息,以30组不同牵引速度仿真模型的仿真结果建立了各关键零件的最大应力分布函数;以应力-强度干涉可靠性理论为基础,结合各关键零件的最大应力分布函数及所用材料强度分布函数,在考虑载荷作用次数情况下,建立各关键零件在随机载荷多次作用下的可靠度计算模型。经分析计算得到输出轴、行星架、壳体的可靠度分别为0.978,0.536及0.614,研究发现:行星架与壳体存在应力集中现象,应力最大位置分别位于行星架腹板与花键轴相交处及壳体惰轮轴孔后侧与行星减速器承载部分相交处。在对薄弱零件改进后,行星架、壳体的可靠度分别达到0.969 0和0.997 4,满足使用要求。该方法可有效缩短产品设计周期,提高采煤机关键零件的设计质量及可靠性。

论文目录

• 1 载荷多次作用下的零件可靠度模型
• 2 截割部刚柔耦合虚拟样机模型
•   2.1 力学模型的建立
•   2.2 刚柔耦合模型的建立
• 3 采煤机截割部可靠度分析
•   3.1 采煤机关键零件应力分析
•   3.2 采煤机关键零件可靠性分析
•     3.2.1 输出轴可靠性分析
•     3.2.2 行星架可靠性分析
•     3.2.3 壳体可靠性分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘旭南,赵丽娟,黄凯,罗贵恒

关键词: 应力强度干涉理论,截割部,采煤机,可靠性

来源: 煤炭学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 辽宁工程技术大学机械工程学院,昆山佰奥智能装备股份有限公司

基金: 国家自然科学基金资助项目(51674134),辽宁省自然科学基金资助项目(20170540420),辽宁省虚拟仿真实验教学中心资助项目

分类号: TD421.6

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0505

页码: 965-973

总页数: 9

文件大小: 498K

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