采煤机扭矩轴卸荷槽结构优化与回归分析

发布时间：2020-04-12 06:25

【摘要】：煤矿井下综合采煤机械化环境恶劣复杂,采煤机在截割的过程中往往受到不同煤岩的冲击,导致电机损坏。为避免电机发生严重的损坏通常采用扭矩轴保护截割电机和主传动系统。扭矩轴通常会设计有卸荷槽,该部分是传动系统中最薄弱的环节,以起到保护电机的作用。扭矩轴在使用过程中常有过载应断但没有折断的现象发生,或者扭矩轴设计时安全系数选择不合理而频繁折断失效,导致综采开机率低影响采煤效率。因此有必要对扭矩轴卸荷槽的结构进行优化,提高其可靠性,保证开机率和采煤效率。主要研究内容如下:(1)本文利用Solidworks软件完成了相同尺寸下I型、V型以及U型三种槽型扭矩轴的建模,并应用有限元分析软件ABAQUS对其进行静力比较学分析,得出U型槽扭矩轴的力学性能最优;通过改变了 U型槽结构参数来分析结构参数对扭矩轴力学性能的影响规律并对扭矩轴进行模态分析,为U型槽结构参数的优化及最大Mises应力的预测提供依据。(2)以U型卸荷槽的结构参数为试验因素,以扭矩轴的最大Mises应力为试验指标,建立正交试验对结构参数进行了初步优化,得到了卸荷槽结构参数对扭矩轴力学性能的影响规律及较优的结构参数组合,为结构参数的再优化提供了基础;以正交试验和数值模拟的数据为样本构造非线性回归方程,得到了结构参数对Mises应力的预测模型;运用遗传算法对结构参数组进行全局寻优,得到了最优的卸荷槽结构参数组。(3)运用断裂力学理论与ABAQUS子模型的技术,计算了不同工况下扭矩轴表面裂纹近端的的应力应变场,获得了应力强度因子K的变化规律。研究结果为扭矩轴卸荷槽参数化设计及扭矩轴最大Mises应力的预测提供了一定参考依据,也为轴系零件结构完整性的评价提供一定的理论基础。
【图文】：

扭矩轴结构图

不同结构形式的卸荷槽
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD632

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 任菊凤;;采煤机摇臂电机保护轴修复再利用[J];陕西煤炭;2015年06期

2 吴卫东;单长斌;;采煤机截割部扭矩轴对传动系统动态特性的影响[J];黑龙江科技大学学报;2015年04期

3 冷晓慧;杨兆建;王义亮;;采煤机扭矩轴卸荷槽尺寸参数化设计[J];煤炭技术;2015年03期

4 宋波;;基于ANSYS Workbench的采煤机摇臂转矩轴动态特性分析[J];煤矿机械;2014年09期

5 刘春生;鲁士铂;张艳军;王甜;;冲击载荷下不同有效长度扭矩轴的扭转特性[J];黑龙江科技大学学报;2014年03期

6 张健;张敬东;张翔翔;;二次曲线形卸荷槽采煤机扭矩轴有限元分析[J];煤矿机械;2014年05期

7 周海峰;李玉标;杨瑞锋;;采煤机扭矩轴加载试验研究[J];价值工程;2014年05期

8 高俊光;;基于有限元分析的采煤机扭矩轴设计研究[J];煤矿机械;2014年01期

9 赵丽娟;李明昊;谢波;;采煤机扭矩轴可靠性研究[J];机械设计与研究;2013年05期

10 张健;黄道远;刘小英;杨艳;;基于Pro/E的采煤机扭矩轴设计及有限元分析[J];煤矿机械;2013年10期

相关硕士学位论文 前4条

1 娄伶俐;采煤机截割部扭矩轴优化设计[D];西安科技大学;2017年

2 李谨;采煤机截割部扭矩轴的设计及试验研究[D];太原理工大学;2015年

3 范超;采煤机扭矩轴的疲劳分析及寿命预测[D];辽宁工程技术大学;2012年

4 曲振;采煤机截割部扭矩轴的可靠性研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

，

本文编号：2624391