超重型刮板输送机行星传动装置设计理论研究

发布时间：2020-11-12 00:00

　　 为了提高采煤工作面的产量和工效,降低生产成本,刮板输送机向超大功率、超大运量、超长运距、高强度、长寿命以及高可靠性方向发展,其工作环境决定了必须配套行星传动装置。对超重型刮板输送机行星传动装置,要求体积小,可靠性高。目前在对其设计时,以静态设计为主,很少考虑动态特性,没有进行全工况、全性能的分析。而该行星传动在运转过程中速度低、传递扭矩大、载荷不均、润滑和散热差,容易产生磨损失效,寿命短,故在啮合参数、润滑性能等的设计不同于常规齿轮传动。为了提高其可靠性、工作稳定性和使用寿命长,本文在“十一五”国家科技支撑计划重大项目子课题“大采高综放工作面后部刮板输送机研发”(2008BAB36B04)的资助下,对超重型刮板输送机减速器的行星传动装置进行了设计理论研究。主要研究内容和结论如下: (1)在对行星传动运动分析的基础上,综合考虑多对齿轮副的时变啮合刚度、间隙和齿轮副综合误差,以及输入端、输出端对它的影响,建立了考虑摩擦的超重型刮板输送机行星传动装置的非线性动力学模型,为研究其固有特性和动力学特性奠定基础。 (2)基于无阻尼自由振动方程分析了行星传动的固有特性,研究设计参数变化对固有频率和振型的影响,通过对参数敏感度分析来确定设计参数对系统动态性能的影响趋势,为在设计阶段预测传动系统的动力学特性提供理论依据,以提高其动态性能。 (3)采用数值方法,分析了行星传动装置非线性动力学模型的时域响应,研究了摩擦、含摩擦和不含摩擦时齿侧间隙对系统动态响应、均载系数和动载荷的影响。结果表明:摩擦对超重型刮板输送机行星传动的影响不能忽略,尤其是在瞬态振动阶段。为在设计超重型刮板输送机行星传动装置时动载和均载系数的选取提供了依据。 (4)根据齿轮啮合原理、传热学和摩擦学,精确计算超重型刮板输送机行星传动装置温度场和热弹耦合应力分析所需的边界条件,结合有限元分析方法,运用ANSYS软件,研究超重型刮板输送机行星传动装置各齿轮的温度场分布和热耦合应力,得出了其温度场分布规律及温度效应对结构应力的影响程度,为行星传动装置齿形参数的选择提供了依据。 (5)在分析齿形参数对行星传动润滑性能影响的基础上,针对超重型刮板输送机的特殊工况,确立了系统优化设计的变量和目标函数,建立了基于灵敏度分析的行星传动稳健可靠性优化设计数学模型,采用MATLAB优化工具箱进行优化计算,通过实例分析表明,该方法的优化结果较原设计趋于更优,提高了质量稳健性和设计效率。 (6)按《MT/T101-2000刮板输送机用减速器检验规范》的要求对项目开发的超重型刮板输送机减速器进行了温升和效率试验,测试其动态响应特性。表明该减速器满足检验规范要求,性能良好。 论文有图101幅,表23个,参考文献163篇。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TH227
【部分图文】：

该目标的实现首先依赖于工作面的生产装备，特别是放顶煤液压支架和后部刮板输送机（图1-1）。后部刮板输送机用于放顶煤工作面后部运煤任务，与前部刮板输送机、采煤机、放顶煤液压支架以及顺槽转载机、破碎机和皮带输送机配合，进行采煤、放煤、破碎和运输等综合机械化作业，实现综合机械化放顶煤开采。与前部刮板输送机相比，后部刮板输送机的工作空间小、运煤量大、载荷波动大。本课题所开发SGZ1200/2×1000型后部刮板输送机如图1-2所示。按《MT105-2006刮板输送机通用技术条件》规定，该输送机属于超重型刮板输送机（单电机功率大于400kW），采用端卸式机头、液压伸缩式机尾；中部槽采用整体铸焊封底结构，规格为 1750×1200×376mm；输送能力每小时 3000t，工作面铺设长度 300m，过煤量 2000万 t 以上。传动部采用机头、机尾双驱动型式，与输送机方向平行布置，“机头电机-

1 绪论”期间预备新建高产高效矿井 300 处，这些都为大型煤矿综采设备[13]。因此必须加大技术开发和技术创新力度，尽快研制出我国高输送设备，进一步缩小与国际先进水平的差距。

图 1-3 超重型刮板输送机减速器布3 Arrangement of reducer of heavy-duty-电动机；2-耦合器；3-减速器；4-驱3
【参考文献】

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本文编号：2879941