掘进机截割部行星齿轮传动系统断齿故障仿真分析

掘进机截割部在工作过程中承受较大的冲击载荷作用,导致截割减速器齿轮断齿等故障频发。为获取故障状态下截割减速器行星齿轮传动系统动态响应特性,以EBZ120型掘进机截割减速器低速级行星齿轮传动系统为研究对象,运用三维CAD软件SolidWorks建立系统三维实体模型,以ADAMS软件为平台,建立行星齿轮传动系统正常状态、齿圈断齿故障、行星齿轮断齿故障、太阳轮断齿故障的虚拟样机模型。对系统不同状态下的齿圈约束反力的变化规律及其频谱特性进行仿真研究。仿真结果表明:齿圈约束反力的幅值波动显著,具有较强的周期性;故障状态下齿圈约束反力的时域均值增大,时域波形中包含有明显的周期性冲击成分,同时幅值谱中还出现以故障频率为边带的故障特征。     

基于ADAMS的矿山装备传动系统动态性能研究

为提高矿山装备传动系统的动态可靠性,基于ADAMS建立了二级行星传动系统啮合接触动力学模型,分析了各级齿轮的运动特性及啮合力,讨论了牵引转速及负载转矩对传动系统稳定性及轮齿均载特性的影响规律。结果表明,一级行星轮系相对二级行星轮系的传动稳定性更差、偏载更严重;随着负载增大,一级行星轮的速度波动加剧、均载性能减弱,二级行星轮的均载性能轻微改善;随着转速的增加,两级行星轮的速度波动均加剧,中心轮的速度波动降低,一级行星轮内啮合的均载性能相对改善。该结果为揭示矿山装备传动系统故障机制、优化其传动性能提供了参考。     

可控软起动装置齿轮传动系统动力学分析

以刮板输送机用可控软起动装置齿轮箱齿轮传动系统为研究对象,基于Pro/E及ADAMS建立该系统的虚拟样机模型并进行动力学仿真。求解得到的稳定运行后的各级传动角速度平均值与理论值相近,验证了仿真模型的正确性。同时得到了太阳轮与行星轮、行星轮与内齿圈间各啮合副的动态啮合力,并利用其分析行星轮系的均载特性。结果表明,该行星齿轮传动的均载特性良好,且内啮合副比外啮合副的行星轮间的载荷分配得更均匀。     

行星轮并联均布齿轮传动系统的齿轮设计

为提高行星减速器的传动精度,提出一种行星轮并联均布齿轮传动系统。对该传动系统进行了配齿计算的基础上,进行了传动系统的太阳轮、行星轮、内齿轮的齿面接触应力和齿根弯曲应力校核。为新型行星齿轮传动系统的设计、研发提供了重要依据。     

行星齿轮箱虚拟样机故障动力学仿真研究

针对2K-H(NGW)行星齿轮传动系统,利用点驱动绘制齿轮齿廓并建立行星齿轮箱模型。在ADAMS中分别建立正常工况、太阳轮单齿磨损工况模型并进行动力学仿真分析。仿真结果与理论值、试验结果分别进行对比,验证了构建模型的准确性和可靠性。经过验证的行星齿轮模型可以模拟实际工作中多种故障工况,研究结果对行星轮系虚拟样机仿真方法、振动特性及故障预判等后续研究具有一定的指导意义。     

基于柔性系统的行星齿轮传动均载分析研究

行星齿轮传动广泛应用于矿业、能源等领域核心机械设备中。采用Romax软件平台建立齿轮箱传动系统虚拟样机模型,运用有限元方法进行柔性化建模,综合考虑了系统各结构的刚度、变形和重力影响,通过对齿轮箱进行仿真分析预测齿轮箱行星轮系的均载性能。同时利用全功率对拖试验台对齿轮箱行星齿轮传动的均载性能进行试验,结果与仿真分析比较一致,验证了柔性化齿轮箱模型的可靠性,为齿轮箱设计优化提供依据,降低研发成本和风险。     

盾构机主减速器齿轮温度场及其影响因素分析

由于盾构机受载工况恶劣,盾构机主减速器作为驱动系统的核心部件,发热问题会加剧减速器损坏导致盾构机无法工作。通过对齿轮啮合摩擦的热流密度和齿轮与油液间的对流换热系数计算公式的推导,建立了减速器齿轮温度场计算数学模型。采用有限元软件仿真得到减速器各啮合齿轮的稳态温度场,并分析了齿宽与减速比对轮齿温度场的影响。结果表明:减速器齿轮最高温度为 64.85 ℃,出现在低速级与太阳轮相啮合的行星轮齿面上;减速器中低速级各齿轮温度高于中速级相应各齿轮温度,中速级齿轮温度高于高速级相应各齿轮温度;增加齿宽以及在传递相同功率下提高齿轮转速均会使齿轮齿面温度降低,但随着齿宽增大和转速的提高,齿面温度降低的幅度越来越小。该研究可为盾构机主减速器的结构设计、热设计提供一定的理论支撑和参考。     

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。     

复合行星齿轮固有特性分析

以摇臂传动系统复合行星齿轮为研究对象,依据其结构和运动特点,应用集中参数法,建立其动力学方程。根据复合行星齿轮的参数,对其固有特性进行分析,归纳了复合行星轮系的振动模式,包括行星轮振动模式和整体振动模式。同时应用ADAMS进行复合行星轮系的固有频率分析,结果表明:理论分析和系统仿真的结论相近。与单级行星齿轮相比,复合行星齿轮的振动情况更加复杂。     

磨矿机行星减速器行星轮数量的动态特性研究

针对磨矿机减速器行星轮数量对行星齿轮传动系统的动态特性有较大的影响,构建了一个行星齿轮传动系统的平移扭转模型。计算分析的结果为:当行星轮数量超过3个时,行星轮系固有频率的阶次相同,行星轮模式的固有频率不变,而扭转振动模式和横向平移模式下的高阶固有频率增加,低阶固有频率降低。该分析结果表明,行星传动系统适当增加或减少行星轮数量或改变其他相关参数,可避免实际运行工况下外部振动所引起的行星齿轮传动系统的共振,并减少事故。