冲击载荷作用下行星齿轮传动系统故障响应特性研究

掘进机工作过程中,由于煤、岩体强度不均匀,导致截割头常受到瞬时冲击载荷作用,造成截割减速器断齿故障频发。建立了行星齿轮系统动力学模型,研究了冲击载荷、断齿故障对系统响应的影响。结果表明,冲击载荷作用下行星齿轮发生断齿故障时,齿圈约束反力时域均值增大,时域波形中除了包含断齿故障产生的周期性冲击成分,还包含载荷突变产生的冲击。     

采煤机截割减速器典型故障特征

采煤机在井下运行过程中,传动部分的故障约80%由齿轮问题引起,通过建立采煤机截割减速器中锥齿轮对啮合的三维模型,应用ADAMS软件对齿轮对啮合中常见的断齿故障和齿型误差故障进行了仿真分析。分析结果表明,两种故障发生时,其时域图均出现较明显的周期性冲击力,但齿型误差故障时冲击力的幅值要远小于断齿故障时冲击力幅值。频域分析中,两种故障均在齿轮啮合固有频率和高次谐波附近出现啮合力峰值,但断齿时边频较宽、幅值较高,而齿型误差故障时边频较窄、幅值较小。解调谱分析中,断齿时啮合力峰值发生频率与故障齿轮的理论转频和多次高阶谐波接近,齿型误差则主要以齿轮的一级转频为主。这两种典型故障具有明显的特征曲线,由此可根据分析的结果判定齿轮的故障类型,为减速器故障诊断提供依据。     

掘进机截割减速器振动特性仿真分析

以掘进机截割减速器为研究对象,分析了减速器齿轮的工作机理和产生振动信号原因,提出了变分模态分解(VMD)算法结合小波去噪理论的方法,通过运用变分模态算法对人为断齿故障信号进行分解,并结合小波去噪理论对其重构信号进行去噪。仿真结果表明,该方法适用于掘进机截割减速器振动特性的分析,能够完成齿轮多种振动信号特征的提取,分解层数较少,去噪效果良好,计算结果与人为造成的断齿故障位置一致,具有重要的现实意义。     

掘进机截割部行星齿轮动力学仿真

基于UG对某掘进机截割减速器的二级行星齿轮建模,通过UG与ADAMS软件接口将模型导入ADAMS中,建立行星齿轮虚拟样机,根据Hertz弹性撞击理论,确定接触刚度系数,并在不同载荷情况下仿真齿轮所受冲击力的变化规律曲线,可为截割部减速器设计和优化提供参考。     

EBJ-160悬臂式重型掘进机截割部减速器的设计与研究

针对EBJ-160悬臂式重型掘进机具有结构紧凑、机身矮、重心低等特点,结合行星齿轮减速器传动的优点,设计一种符合该型掘进机截割部的减速器。设计所采用的方法是根据结构尺寸初选齿轮的相关参数,再按照齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度进行齿轮设计,达到满足复杂工况条件下使用的要求。该研究为掘进机截割部减速器的设计提供了指导。     

基于ANSYS Workbench的采煤机截割部扭转刚度及角加速度分析

主要针对采煤机截割部行星齿轮扭转角加速度影响因素进行分析,借助AMESim软件构建截割部传统系统三维模型并对不同齿侧间隙情况下的齿轮副扭转刚度进行计算,通过仿真分析证明,传动系统齿轮间隙对于齿轮扭转角加速度会产生影响,间隙越大,扭转角加速度越大,为进一步优化改进采煤机截割部齿轮设计提供理论参考。     

采煤机齿轮传动系统行星级动力学仿真分析

根据采煤机截割部传动系统的传动原理和结构参数,对采煤机截割部传动系统动态特性问题进行研究。采用Pro/E建立摇臂齿轮传动的三维模型,并用ADAMS软件对其进行动力学仿真,在恒定牵引速度下,改变输出端载荷,得到输出端行星轮系齿轮接触力和啮合频率的仿真结果。结果表明:在牵引速度不变时,随着输出端载荷的增大,行星级啮合力增大。     

胀套和人字齿在掘进机截割臂减速器中的应用

现行掘进机截割机构常规减速器的尺寸相对庞大,对掘进机的整体布置产生不利影响。将胀套和人字齿相结合,可以设计出尺寸小、强度高、受力均衡的减速器,这符合煤矿机械对空间小、强度高限制的要求。采用2个旋向相反的斜齿轮组成人字齿轮的设计思路,进行掘进机截割臂减速器传动系统的设计,减速器传动系统既方便加工又容易装配,因而设计思路可以在该类机械减速器设计中提供参考。     

行星齿轮减速器在顶管掘进机中的应用

介绍顶管掘进机截割传动装置所采用的行星齿轮减速器 ,论述行星齿轮减速器的结构特点。     

基于ANSYS的掘进机截割部减速器优化设计

针对现役EBZ-160型煤矿掘进机截割部行星减速器体积较大、质量较大等缺点,将行星减速器的太阳轮和行星轮体积最小作为优化设计目标,创建数学模型,通过MATLAB软件实现目标求解,得出最优设计目标参数,并以此确定各齿轮参数值。创建优化参数后的减速器三维实体模型,采用ANSYS软件进行有限元分析,结果证明了优化后齿轮强度的可靠性,同时总质量降低9.4%,为后续其他型号的掘进机行星减速箱优化设计提供参考。     

基于计算机模拟技术的采煤机截割部行星齿轮多体动力学仿真分析

针对采煤机截割部的行星齿轮减速器利用UG软件和ADAMS软件构建其简化模型并将模型导入ADAMS软件进行模拟仿真,在对虚拟样机模型进行动力学分析的基础上,得出行星齿轮的轮齿啮合接触力和行星齿轮负载之间存在线性变化关系,截割部行星减速器的齿轮载荷分析能够为采煤机截割部奠定理论基础。     

多目标优化的掘进机截割减速器齿轮传动系统动态特性分析

提高齿轮传动系统动态响应特性的性能对于保障掘进机截割减速器稳定工作具有重要意义。在分析齿轮参数对传动系统动态特性灵敏度影响的基础上,确定齿轮模数与齿宽系数为影响传动系统动态特性的主要因素,将体积、最大动载系数和轴承处振动加速度作为优化的多目标评价指标,通过遗传算法求出约束条件下的最优解。仿真结果显示优化后齿轮传动系统的体积减少了18.9%,最大动载系数下降了11.5%,轴承处振动加速度下降了8.3%,验证了多目标优化方法的有效性。     

重型掘进机截割机构行星减速器行星轮轴承的设计

论述了重型掘进机截割机构行星减速器的工况特点 ,提出了选择行星减速器中小直径行星齿轮轴承问题的方法。     

两级行星齿轮断齿故障的均载特性研究

为研究煤矿机械中两级行星齿轮传动系统的均载性能,运用ADAMS软件建立了系统的动力学模型。进行仿真后,比较了整个行星齿轮传动系统在健康状态下和太阳轮断齿故障时系统的啮合力曲线和均载系数曲线。结果表明,随着太阳轮断齿程度的增加,系统的均载系数变大,均载性能变差,且第1级行星轮系的太阳轮断齿故障对第2级的均载性能无明显的影响。仿真结果可以为系统的故障诊断和检测提供依据。     

采煤机截割部齿轮传动系统的非线性动力学分析与探讨

采煤机截割部齿轮传动系统最容易发生故障,齿轮啮合的齿侧间隙影响着齿轮的受力。以MGTY300/710-1.1D型采煤机截割部为研究对象,研究齿侧间隙为0、0.5 mm、1 mm时的受力,采用UG建立齿轮传动系统的三维模型,将三维模型导入Workbench中,利用工具箱对齿轮传动系统进行时域响应分析。仿真结果显示齿轮啮合过程中存在应力集中的现象,随着时间的增加,应力范围扩大;随着齿侧间隙的增加,齿轮受到的应力值增加,应力最终收敛,由此可知仿真结果是有效的。     

采煤机截割部行星齿轮动力学仿真

利用UG软件建立大型采煤机截割部行星齿轮减速器的简化模型,通过UG与ADAMS软件的接口将模型导入ADAMS软件中,建立行星减速器的虚拟样机模型,并对样机模型进行动力学仿真分析,仿真结果表明:轮齿啮合接触力随着负载线性变化,从而为采煤机截割部行星减速器的齿轮载荷分析提供了一种新的手段和方法,也为后续的有限元分析提供理论基础和边界载荷条件,对于其他同类大型机械的行星齿轮减速器的动力学仿真研究也具有一定的借鉴意义.     

横轴式截割减速器动载特性的灵敏度分析

以某横轴式截割减速器齿轮传动系统为例,基于Solidworks和ADAMS建立了其虚拟样机模型,进行不同结构参数下的系统动力学仿真分析,并结合正交试验设计及多元线性回归分析,开展了齿轮结构参数对系统动载特性的灵敏度分析。分析结果显示,各级齿轮模数及齿宽系数对系统动载特性影响较为显著,压力角和第I级斜齿轮传动螺旋角对系统动载特性影响较小。分析结果可为横轴式截割减速器分析及设计提供技术参考。     

采煤机摇臂减速箱齿轮传动系统动力学仿真

为了分析采煤机摇臂减速箱齿轮动态啮合力及其振动特性,首先运用UG5.0建模软件建立齿轮传动系统三维模型并将其导入ADAMS软件中,在ADAMS环境下建立齿轮传动系统动力学仿真模型,对模型设置接触参数。利用井下实测电流计算出采煤机截5轴齿轮所受截割扭矩并在该环境中加载于截5轴齿轮上,对模型进行动力学仿真并进行结果分析,得出各级齿轮受到的啮合力及其运动状态。     

基于LMS Virtual.Lab行星减速器齿轮力学性能仿真

针对行星减速器齿轮综合力学性能要求高、抗疲劳特性强等问题,以某型行星减速器齿轮为研究对象,建立其三维模型并装配导入LMS Virtual.Lab中建立其力学性能的有限元仿真模型,对其在实际扭矩加载条件下整体、太阳轮与行星轮接触齿对之间、固定齿圈与行星轮接触齿对之间的等效应力、变形等参数进行仿真分析。仿真结果表明,行星减速器、太阳轮与行星轮、固定齿圈与行星轮接触齿对的等效应力均满足强度设计要求,且变形都较小;且在不同接触区域,最大等效应力及变形不同,最大等效应力出现位置不同,最大变形出现位置基本一致。     

大功率横轴式掘进机截割部减速器的设计

大功率横轴式掘进机截割部行星齿轮功率的传递,能够传递得更紧凑,是以后大功率横轴式掘进机发展的方向。设计中根据圆柱、圆锥和行星传动的各个特点分配了其在截割头内部的布局,分配了相应的传动比,采用了空心套筒的布置方式把功率传递到截割头上面,解决了截割头轴向固定问题,能够最大限度地发挥行星齿轮减速器的性能。