刮板输送机链传动系统可靠性设计方法研究

摘要

刮板输送机是重要的矿山机械之一，其主要承担了煤矿生产的运输任务，具有结构坚实、能够作为采煤机运行轨道等优点。刮板输送机处于复杂恶劣的工作环境，非常容易发生各种事故。链传动系统是刮板输送机的重要的子系统，链条和链轮经常处于冲击载荷和循环载荷的作用下，因此链条和链轮要承担较大的动载荷和静载荷。链轮和圆环链各自的性能和它们之间相互作用会影响刮板输送机整机的性能，所以链传动系统的可靠性对刮板输送机的工作效率和运输能力的提高有重要作用。随着装备制造业的快速发展，刮板输送机的运输能力和驱动功率不断的提高，对链传动系统的可靠性提出了更高的要求。本论文以刮板输送机链传动系统可靠性设计方法研究为对象进行研究，通过对链传动系统的关键零部件的进行可靠性设计来提高刮板输送机的整机的综合性能，为刮板输送机的安全运行和提高企业经济效益提供相应的理论依据，具有一定的工程应用背景和学术研究意义。 本论文首先对刮板输送机链传动系统可靠性进行分析，通过对某煤矿企业近十年的刮板输送机链传动系统的故障数据进行分析，统计出了各部件的故障数据和平均停机时间，并对链传动系统进行了故障模式、影响和危害性分析（FMECA）、故障树分析（FTA），得出链传动系统潜在危险最大的部件为圆环链和链轮；对圆环链和链轮利用有限元的方法进行了力学性能和疲劳寿命仿真计算，仿真结果表明：圆环链的危险位置在链环的弯臂与直臂的过渡位置和链环的弯臂的圆弧内侧，圆环链的主要失效形式为磨损；链轮对链环的驱动作用导致了链轮载链窝位置产生应力分布。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 机械可靠性设计的研究现状

1.2.2 刮板输送机链传动系统研究动态

1.2.3 FMECA分析和FTA分析方法综述

1.3 研究内容与章节安排

第二章 可靠性工程及其机械可靠性设计方法

2.1可靠性基础理论

2.1.1 可靠性的定义

2.1.2 可靠性的特征量

2.1.3 可靠性设计过程

2.2 疲劳理论基础

2.2.1 疲劳分析理论

2.2.2 线性累积损伤理论

2.2.3串联系统可靠性模型

2.3 机械可靠性设计方法

2.3.1 可靠性设计的基本概念

2.3.2 基于可靠度的机械可靠性设计

2.3.3基于疲劳寿命的可靠性设计

2.4 本章小结

第三章 刮板输送机链传动系统可靠性分析

3.1刮板输送机链传动系统故障分析

3.1.1 刮板输送机链传动系统故障模式分析

3.1.2 刮板输送机链传动系统故障数据分析

3.1.3 刮板输送机链传动系统故障原因分析

3.1.4 刮板输送机链传动系统故障处理

3.3 刮板输送机链传动系统的FMECA分析

3.3.1 FMECA分析内容

3.3.2 刮板输送机链传动系统的FMECA

3.4 刮板输送机链传动系统的FTA分析

3.4.1 链传动系故障树的建立

3.4.2 链传动系统故障树分析与计算

3.5 本章小结

第四章 矿用圆环链疲劳特性及可靠性研究

4.1 圆环链环有限元法模型建立

4.1.1 圆环链型式和尺寸

4.1.2 建立圆环链模型

4.2 圆环链的疲劳分析

4.3 圆环链疲劳断裂金相组织分析

4.4 本章小结

第五章 圆环链和链轮的啮合的有限元分析

5.1 圆环链和链轮啮合模型的建立

5.2 链轮和圆环链啮合仿真结果分析

5.3 接触结果分析结论

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1主要结论

6.2 工作展望

参考文献

致谢