本文選題：大型礦用挖掘機(jī) + 提升減速器��； 參考：《電子科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：作為露天礦產(chǎn)主要的采裝設(shè)備之一,大型礦用挖掘機(jī)因其斗容量大、開(kāi)采效率高等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。然而,惡劣的工作環(huán)境和復(fù)雜的受載情況等因素嚴(yán)重制約著挖掘機(jī)可靠性和安全性的提升。提升減速器作為大型礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)的重要組成部分,其是挖掘動(dòng)力的傳輸者和挖掘過(guò)程中載荷的主要承受者,它的可靠性及耐久性直接影響到工作過(guò)程中挖掘機(jī)的性能和安全性。因此,對(duì)大型礦用挖掘機(jī)提升減速器的可靠性研究具有非常重要的意義。工程中不確定性普遍存在于提升減速器全壽命周期中的不同階段,貫穿于其設(shè)計(jì)、制造、使用等過(guò)程;此外提升減速器關(guān)鍵零部件往往擁有多種可能的失效模式,而當(dāng)前針對(duì)其可靠性建模的研究中并未考慮這些失效模式間的相關(guān)性,這將導(dǎo)致后續(xù)可靠性分析、優(yōu)化結(jié)果偏離實(shí)際,甚至得到錯(cuò)誤的結(jié)論。因此,有必要對(duì)大型礦用挖掘機(jī)提升減速器開(kāi)展不確定性量化和失效相關(guān)在內(nèi)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)工作,這也是保證其安全、可靠和有效運(yùn)行的基礎(chǔ)。本文以WK-55型大型礦用挖掘機(jī)提升減速器為研究對(duì)象,對(duì)其關(guān)鍵零部件進(jìn)行了可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)提升減速器中存在的諸多不確定性因素,從設(shè)計(jì)、制造、使用三環(huán)節(jié)對(duì)提升減速器中軸、齒輪以及箱體進(jìn)行不確定性分析,并選用合適的方法量化各種不確定性因素。(2)針對(duì)現(xiàn)有的提升減速器軸、齒輪可靠性研究工作中未考慮失效相關(guān)性問(wèn)題,采用二元Copula函數(shù)描述失效相關(guān)性,進(jìn)而建立軸失效相關(guān)時(shí)的聯(lián)合壽命分布模型。不僅如此,建立了相互嚙合的齒輪在考慮子系統(tǒng)失效相關(guān)下的聯(lián)合壽命分布模型,緊接著建立了其考慮不確定性和失效相關(guān)下的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,得到了相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)取值,最后與原始方案進(jìn)行了比較分析。(3)為改善箱體的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能,避免求解復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)平衡方程,建立了箱體的參數(shù)化模型,在參數(shù)化模型的基礎(chǔ)上對(duì)箱體進(jìn)行了相應(yīng)的仿真分析。通過(guò)分析仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到箱體的固有頻率、體積、形變、應(yīng)力與設(shè)計(jì)變量間的徑向基代理模型,進(jìn)一步建立了箱體的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型并求解得到了最優(yōu)解,最后通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了本方法的可行性。
[Abstract]:As one of the main mining equipment in opencast, large excavator has been widely used because of its large bucket capacity and high mining efficiency. However, the poor working environment and complex load condition seriously restrict the reliability and safety of excavator. As an important part of the lifting mechanism of large mining excavator, the hoisting reducer is the transmission of excavating power and the main bearing of load during excavation. Its reliability and durability directly affect the performance and safety of excavators. Therefore, it is of great significance to study the reliability of lifting reducer of large mine excavator. The uncertainty in engineering generally exists in different stages of the whole life cycle of the hoisting reducer, which runs through the design, manufacture and use of the reducer. In addition, the key parts of the hoisting reducer often have many possible failure modes. However, the correlation between these failure modes has not been considered in the current research on reliability modeling, which will lead to the subsequent reliability analysis, the optimization results deviate from the reality, and even the wrong conclusions are obtained. Therefore, it is necessary to carry out the reliability optimization design including uncertainty quantification and invalidation correlation to the lifting reducer of large mining excavator, which is also the basis to ensure its safe, reliable and effective operation. In this paper, the lifting reducer of WK-55 large-scale mining excavator is taken as the research object, and the reliability optimization design of its key parts is carried out. The main contents of this paper are as follows: 1) aiming at many uncertain factors existing in the hoisting reducer, Manufacturing, using three links to the lifting reducer shaft, gear and box uncertainty analysis, and select appropriate methods to quantify various uncertainties. 2) for the existing lifting reducer shaft, The failure correlation is not considered in the research of gear reliability. The dual Copula function is used to describe the failure correlation, and then the joint life distribution model for shaft failure correlation is established. Furthermore, the joint life distribution model of gear meshing considering subsystem failure correlation is established, and then the reliability optimization design model considering uncertainty and failure correlation is established. In order to improve the static and dynamic performance of the box and avoid solving the complex dynamic equilibrium equation, the parameterized model of the box is established. Based on the parameterized model, the corresponding simulation analysis of the box is carried out. The radial basis function agent model between the natural frequency, volume, deformation, stress and design variables of the box is obtained by analyzing the simulation test data. The reliability optimization design model of the box is further established and the optimal solution is obtained. Finally, the feasibility of this method is verified by simulation analysis.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD422.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2001316