采煤机无链牵引系统行走机构研究

摘要

采煤机是煤矿井下最重要的开采设备，其性能的好坏直接关系到煤炭的生产效率，而牵引系统是采煤机最为重要的单元之一，担负着为采煤机提供动力的重要任务，如一旦发生故障，将直接导致整机的停工。当前采煤机牵引系统存在诸多问题，如行走轮更换周期短，轮齿易发生损坏，因此对牵引系统进行更深入的研究具有非常重要的理论意义。
　　本文分析了采煤机牵引系统的发展及当前的使用情况，结合MG650/1620型采煤机，制定了总体方案，针对高性能参数的采煤机，选择了牵引系统关键元件行走轮和销排的类型，并建立了精细化的三维模型。然后利用ANSYS Workbench软件对驱动轮与行走双联齿轮，行走轮与销排进行了啮合进行了静力分析，添加近似工况的约束及载荷，得到了应力的分布，对断齿的可能原因进行了分析，并对啮合过程进行了瞬态分析，获得了突变载荷对啮合特性的影响。随后导入ADAMS中建立了齿销啮合的动力学模型，对行走轮与销排的啮合进行了动力学分析，施加相应的运动副、驱动、载荷等，获得了啮合过程的载荷谱，针对割煤时载荷不断变化的工况，牵引阻力亦变化，得到了不同牵引阻力和牵引速度下的应力的变化情况。最后应用专业的疲劳分析软件FE-SAFE对行走轮在使用过程中的疲劳寿命进行了分析，估算得到材料的S-N曲线，主要研究了齿面的粗糙度和载荷的大小对使用寿命的影响，这对今后采煤机的设计提供一定的借鉴和参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 采煤机国内外发展概况

1．3 牵引系统研究现状

1．4 主要研究内容

2 采煤机牵引系统研究

2．1 总体结构

2．2 行走机构设计

2．3 本章小结

3 行走机构有限元分析

3．1 软件介绍及齿轮接触有限元理论

3．2 行走机构有限元分析

3．3 行走轮销排啮合瞬态分析

3．4 本章小结

4 行走机构动力学分析

4．1 软件介绍及动力学分析的基本理论

4．2 齿销啮合动力学分析前处理

4．3 仿真分析

4．4 牵引阻力和牵引速度的影响

4．5 本章小结

5 行走轮疲劳寿命分析

5．1 疲劳寿命分析的基本理论

5．2 疲劳分析软件FE-SAFE

5．3 疲劳分析过程

5．4 轮齿裹面粗糙度对疲劳的影响

5．5 载荷大小对疲劳的影响

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况