采煤机行走轮疲劳寿命仿真分析.pdf

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1、112机械传动2014正文章编号：10O4—2539(2014)O1一Ol12一O3采煤机行走轮疲劳寿命仿真分析魏升周常飞汪崇建(煤炭科学研究总院上海分院，上海20O030)摘要运用Adams软件仿真得到了采煤机行走轮轮齿受力载荷谱，并结合YS软件对行走轮弯曲应力的分析结果，利用FE-SAFE软件，对行走轮的疲劳寿命进行仿真分析。特别地分析了表面粗糙度对行走轮疲劳寿命的影响，为合理提高轮齿表面质量提供理论依据，进而提高行走轮的疲劳寿命。关键词载荷谱弯曲应力疲劳寿命表面粗糙度SimulationAnalysisoftheFatigueLifeofShearerSproc

2、ketWeiShengZhouChangfeiWangChongjian(ShanghaiBranch，ChinaCoalResearchInstitute，Shanghai200030，China)AbstractThefatiguelifeofshearersprocketissimulatedbyusingFE—SAFEsoftwarebasedonshearersprocketloadingspectrumobtainedfromADAMSsoftwareiscombinedwiththeresultsofsprocketbendingstressachiev

3、edfromANSYSsoftware．Particularly，theeffectofsurfaceroughnessonfatiguelifeisanalyzed，whichprovidestheorybasisforimprovingreasonablythesurfacequalityofsprockettooth，andthenthefatiguelireofsprocketiSincreased．KeywordsLoadingspectrumBendingstressFatiguelifeSurfaceroughness它以ANSYS为前后处理器。0引言A

4、NSYS／FE—SAFE对行走轮是采煤机行走机构的重要构件，一旦出现于一个单位载荷给出6个应问题将导致整个采煤机停止工作。在采煤过程中，行力张量，与时间历程相乘就走轮的主要破坏形式是齿根断裂。目前对行走轮的研得到应力张量的时间历程，究大多是基于运动学和动力学方面的研究，考虑到行再与第一个载荷的时问历程走轮的加工工艺，由于其模数高达46．79minE，无法相乘，以此类推，就得到多向按照一般小模数的齿轮进行加工，主要是通过线切割载荷的合应力张量的时间历图1多载荷历程加工制造而成；由于其模数很大，也无法按照一般小模程。对于多载荷受力构件，数齿轮的方法进行表面粗糙度处理，所以

5、轮齿齿面质在加载过程中，每个节点的主应力方向是改变的，所量不高，主要体现在线切割后齿面刀痕处峰谷起伏较以是对临界平面进行疲劳计算，对于每个面，都采用为显著，以至于齿面粗糙度较大。在交变载荷下，疲劳雨流计数法，计算出每一个循环的损伤，再利用Min—裂纹开始产生于齿根表面处，这是由于行走轮轮齿承er准则计算节点疲劳寿命[3]。而单方向载荷加载工受弯曲载荷，齿根处表层的弯曲应力最大，且表层还存况，主应力方向不变，主要进行单轴疲劳计算。在各种缺陷，因此，表面的加工质量对疲劳强度具有很如图1所示，一个构件承受多向载荷，对于每个大的影响l2]。所以本文中我们主要从轮齿表面粗糙度应

6、力数据集，节点上每个弹性应力计算公式如下对行走轮疲劳寿命的影响进行仿真分析。pns一(s旺)P()+(s甩)Q()+⋯⋯(1)』甩FE1ANSYS／FE—SAFE工作原理式中，S为6个应力张量分量S中的一个分量的瞬态ANSYS／FE-SAFE是一款专用的高级疲劳分值；PFE为用于有限元FE数据集的载荷；(SFE)为相析模块，FE—SAFE模块本身只是一个疲劳分析器，应于节点上载荷PFE的弹性应力；P为载荷P(￡)时问118机械传动2014年者的分析结果基本符合，轴承滚动体材料外圈接触的母线中部，对比工况一条件下轴承滚动体GCr15SiMn的屈服极限E为1313MPa，

7、瞬间的极限的应力变化曲线可知，齿轮箱起动过程对滚动体造成应力值不会对滚动体造成损伤，危险区域为与轴承内的冲击较大。外圈接触的母线中部。4结论300文章通过对风电机组齿轮箱高速轴承的动力学—250目200分析，对风电齿轮箱的高速轴承关键部件保持架和滚Z150动体进行了分析，并对整个风电齿轮箱作为整体进行100l‘J’f、八了动力学分析，在齿轮箱起动和刹车过程中，轴承各50．一零件所受的冲击载荷较大，保持架与滚动体在这些过程中的瞬间应力值较大，通过有限元分析得到了保持频率／Hz架和滚动体应力应变云图，进而了解危险区域发生的图ll滚动体应力变化FFT变换(