BOOMER281台车推进补偿拐臂的有限元分析和可靠性维修

摘要

瑞典AtlasCopco公司生产的Boomer系列掘进台车具有优良的性能，得到很多矿山企业的采用。由于长时间的高强度、满负荷的运行使用等各种因素，该系列掘进台车经常出现一些非消耗性结构件的故障。推进补偿拐臂作为掘进台车中关键零部件之一，其结构强度和疲劳寿命对整机的寿命和安全性直接影响。
　　在该类设备管理中，常见的故障是在拐臂拆检过程中发现裂纹和断裂，断裂直接导致推进梁掉落，如果故障发生在操作检修人员保养润滑或钻孔工序调整过程中，掉落的推进梁有砸到人的可能性，按照矿山安全管理要求，这类设备故障是不允许发生的，尽管该类设备故障在设备管理中发生的概率小，但是可能造成的后果严重，被列为设备管理的重大危险源，本论文通过对BOOMER281台车推进补偿拐臂的故障检查、结构强度、疲劳寿命、维修可靠性进行研究，一是解决设备管理难题，降低设备维护费用;二是提高设备本质安全化;三是通过研究提高设备管理水平，为进口设备国产化奠定基础。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)根据拐臂位置和结构，进行静力学分析，找出拐臂与拐轴垂直相交处的危险截面。
　　(2)在建立的拐臂三维模型的基础上，探讨了拐臂的分析边界条件，采用有限元强度分析方法，计算了BOOMER281掘进台车推进补偿拐臂拐轴的应力应变，初步分析了拐臂拐轴完全断裂破坏的主要因素。
　　(3)在拐臂强度计算的基础上，对拐臂的疲劳寿命进行了计算仿真，预测了拐臂在交变机械负荷情况下的平均疲劳寿命。
　　(4)研究了拐臂的可靠性维修，探讨了拐臂维修的可行性方案。根据实践维修、使用检验和试验效果对维修方案不断进行调整和改进，进一步优化了拐臂拐轴的维修方案，对维修效果进行可靠性分析。

目录

声明

摘要

图表目录

1 绪论

1．1 选题的背景

1．2 国内外发展现状

1．2．1 国外情况与发展水平

1．2．2 国内情况与发展水平

1．3 疲劳分析的方法

1．4 论文研究目标与内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

2 拐臂的静力学分析

2．1 概述

2．2 推进补偿拐臂的位置结构

2．3 推进补偿拐臂的形状及结构

2．4 推进补偿拐臂拐轴的受力分析

2．4．1 不工作时推进补偿拐臂拐轴承受静载荷

2．4．2 工作时推进补偿拐臂拐轴承受交变载荷

2．4．3 拐臂受力综合分析

2．5 本章小结

3 拐臂结构强度研究

3．1 概述

3．2 有限元分析的理论基础

3．3 有限元应力分析基础理论

3．4 拐臂强度分析

3．4．1 拐臂的三维实体模型的建立

3．4．2 拐臂有限元网格模型的建立

3．4．3 拐臂材料模型与单元属性建立

3．4．4 拐臂的边界条件确定

3．4．5 拐臂的有限元计算

3．5 本章小结

4 拐臂疲劳寿命分析

4．1 概述

4．2 疲劳寿命分析法理论基础

4．3 拐臂的疲劳寿命分析

4．4 本章小结

5 拐臂的可靠性维修研究

5．1 概述

5．2 拐臂拐轴的维修方式

5．3 拐臂拐轴的故障形式

5．4 拐臂拐轴维修

5．4．1 拐臂拐轴维修试验方案

5．4．2 拐臂拐轴维修实践案例

5．5 拐臂维修可靠性分析

5．5．1 故障时间统计

5．5．2 中值数MR计算

5．5．3 威布尔分布

5．5．4 拐臂维修可靠性

5．6 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录