刮板输送机减速器加速寿命试验方法研究

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减速器是刮板输送机的重要传动部件。由于刮板输送机的井下工作环境复杂,减速器承受很大动载荷并且有时会处在超载状态,所以对刮板输送机减速器的可靠性要求非常高,为此在减速器投入使用前必须进行严格的性能试验。通常的性能试验由于施加的载荷为额定载荷故试验时间长、试验成本高。而刮板输送机减速器加速寿命试验可以很好解决这一问题。通过对减速器施加合适的加速载荷,可以大幅度地缩短减速器试验时间,有利于加快减速器生产应用的流程。同时选择功率可回收的封闭功率试验方法,可以显著降低试验成本,这对功率日益增大的刮板输送机减速器试验有重要意义。本文以SGZ764/400刮板输送机的MS3H70DC减速器为例进行了减速器加速寿命试验理论和方法的研究。研究了减速器加速寿命数学模型。由于减速器零部件复杂,目前还没有准确的加速寿命试验数学模型。本文的研究主要以减速器齿轮的加速寿命为主,理论依据是Miner疲劳累计损伤理论和零部件的S-N曲线方程。本文研究了减速器的加速载荷谱。运用统计分析的方法研究刮板输送机减速器的随机载荷,依据相应标准选择贝塔分布函数作为减速器随机载荷服从的分布函数。根据试验常用的八级载荷谱编制方法,编制了减速器的正常载荷谱并通过线性强化准则编制了刮板输送机减速器的加速载荷谱。利用电封闭式试验台对刮板输送机减速器的进行了加速寿命试验。加速寿命试验台的驱动和加载均采用交流变频异步电动机,电能通过电网回馈给驱动电机并利用计算机系统完成数据采集和载荷谱加载。研究了两种载荷谱加载后对输出扭矩的影响并利用加速载荷谱完成了加速寿命试验。通过模拟仿真法对减速器加速寿命试验进行了研究。在ADAMS中建立减速器的虚拟样机模型,输入正常载荷谱和加速载荷谱,分析了不同载荷谱对齿轮的力学影响;在ANSYS中研究了不同加速载荷对齿轮接触应力和弯曲应力的影响;在FE-SAFE中利用ANSYS分析结果和ADAMS扭矩载荷谱,计算了两种载荷谱下齿轮寿命并分析了正常载荷谱和加速载荷谱对齿轮寿命的影响。模拟仿真结果与试验结果比较接近,为减速器加速寿命试验提供了新的研究方法。
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