采空区顶板岩石摩擦引燃(爆)瓦斯理论分析

基于热传导理论,推导出煤矿采空区顶板岩石摩擦表面的最大闪温表达式,并结合实际在理论层面上分析了岩石摩擦引燃瓦斯的可能性和引燃因素,结果表明岩石摩擦表面的闪温足以点燃瓦斯,顶板岩块摩擦引燃瓦斯的能力受岩块的物理及热力学性质、岩块的力学性质、摩擦表面的结构特性、顶板岩层的结构尺寸、载荷、岩块间的相对滑动速度等因素影响。     

直齿轮齿面闪温最小修形优化设计

考虑到安装误差及修形齿轮接触线上齿面间隙变化对齿面载荷密度、油膜厚度及局部摩擦因数的影响,提出齿面闪温最小的直齿轮修形优化设计方法,结合TCA、LTCA方法将接触线上的载荷、油膜厚度离散,根据油膜比厚判断润滑状态,确定离散点的摩擦因数,应用Blok闪温公式获得齿面闪温,通过优化确定了最佳修形齿面。算例表明:修形后齿面载荷分布均匀,受曲率半径影响主动轮啮入端闪温下降更明显,但单齿啮合区内闪温变化不明显。     

斜齿轮齿面温度的试验研究

介绍了测试斜齿轮齿面动态闪温的新方法．根据大量测试结果，得到了斜齿轮传动的齿面闪温分布．所进行的齿面胶合试验表明，斜齿轮齿面胶合发展过程与齿面闪温分布规律相符．     

含齿面闪温的齿轮副动力学建模与动力特性分析

为研究齿面闪温对齿轮系统动力学的影响,基于H. Blok闪温理论,推导出齿面闪温沿啮合线的分布规律。分析了转速、负载、重合度、中心距变动系数对闪温的影响;依据Hertz接触理论,推导出含闪温的啮合刚度、齿侧间隙和齿廓误差计算式,并建立含齿面闪温的直齿轮副非线性动力学模型。采用CPNF数值法获得系统的双参伪彩图,分析齿面闪温对系统分岔、齿面冲击、齿面脱啮和动载系数的影响。结果显示,负载和转速对闪温影响较大,在进入和退出啮合处闪温达到极值较易发生胶合,闪温对非线性参数的影响恶化了系统的非线性动力学特性,因此,设计中应控制其闪温值。     

渐开线斜齿轮齿面动态闪温研究

分析了ISO闪温公式在计算斜齿轮齿面闪温时的不足,根据固体表面温度分布场理论,建立了ISO闪温公式在斜齿轮齿面闪温中的计算方法。在运用三维有限元法计算斜齿轮齿面载荷分布的基础上,成功地计算了斜齿轮齿面闪温分布。采用动态热电偶测温方法,测试出斜齿轮传动的实际齿面闪温分布,与理论计算结果比较,取得了相符的结果,并得出有益的结论。     

点接触混合润滑闪温分析

基于统一的Reynold方程系统,数值分析点接触混合润滑固体表面温度分布。采用瞬态移动点热源积分方法计算闪温,通过两表面温度平衡方程迭代确定热流分配系数,研究在不同卷吸速度和滑滚比情况下,光滑表面和非高斯随机粗糙表面点接触混合润滑的温度分布。结果表明:数值模拟得出的两表面温差很小,符合实际情况;非高斯随机粗糙表面与光滑表面最大温升都在出口区,非高斯随机粗糙表面比光滑表面温升更高;滑滚比一定时,卷吸速度越大两表面温升越大;卷吸速度一定时,滑滚比越大两表面温升越大。     

采煤机摇臂齿轮固热耦合分析与齿廓修形

基于赫兹接触理论建立齿轮啮合力学模型,依据渐开线形成原理推导出滚动距离和滚动角变化规律,以牛顿冷却定律和傅里叶定律为理论基础,结合采煤机摇臂工作特性,对齿轮系统对流换热和摩擦热流量进行计算,在对流换热系数确定中综合考虑齿轮与润滑油,润滑油与箱体内壁,箱体外壁与外界空气的热传递特性,以Blok理论为基础,本体温度为初始温度,分析了齿轮表面闪温和接触温度随滚动距离及滚动角变化规律。采用Romax Design建立了采煤机摇臂齿轮传动系统模型,对惰轮轴齿轮副进行固热耦合分析,基于Romax微观几何修形理论对渐开线齿廓进行修形,分析了齿廓修形对温度场影响。结果表明:齿廓修形消除了赫兹接触应力瞬增现象,最大接触应力减少72 MPa,修形后高温区由齿顶和齿根向齿廓中部移动,改善了轮齿温度分布,最高温度降低31.4℃。为研究采煤机摇臂齿轮传动系统修形及优化提供了理论基础。     

高速内啮合人字齿轮多目标优化修形

为提高高速内啮合人字齿轮的啮合性能,提出一种考虑弹性轴支撑变形的齿面多目标优化设计方法.通过轮齿接触分析和承载接触分析计算齿面接触线离散点载荷以及一个啮合周期的轮齿承载变形.应用基于混合弹流润滑模型的摩擦系数回归方程确定离散点的局部摩擦系数,利用Blok闪温公式求得高速啮合传动的齿面闪温.以承载传动误差幅值最小、齿面闪温最小、齿面载荷分布均匀为优化目标,采用遗传算法确定齿面最佳修形量.实例计算结果表明:在无误差角和有误差角两种情况下,齿面修形后,承载传动误差幅值都大幅下降,啮入区和啮出区齿面闪温都明显降低;由于避免了边缘接触,齿面载荷分布得到了有效改善.提出的优化设计方法结果可靠,是高速齿轮修形设计的有效手段.