【摘要】：課題來源于國(guó)家863計(jì)劃資助項(xiàng)目——“煤炭智能化掘采技術(shù)與裝備”中“智能化超重型巖巷掘進(jìn)機(jī)研制”子課題(2012AA06A405)的研究任務(wù)。目標(biāo)是通過研究推動(dòng)關(guān)鍵零部件自主研制水平,實(shí)現(xiàn)綜掘裝備智能截割,提高破巖能力、智能化程度及可靠性。由此全面提升煤礦生產(chǎn)裝備的智能化、自動(dòng)化程度,增強(qiáng)綜掘裝備核心競(jìng)爭(zhēng)力。截割減速器作為掘采裝備中重要的動(dòng)力傳動(dòng)裝置,必須適應(yīng)重載高效、故障易查、損傷易除、低振可靠、低噪環(huán)保的要求,否則可能成為制約課題順利研究的瓶頸。因此建立一套截割減速器在作業(yè)載荷侵害下?lián)p傷機(jī)理研究的理論方法,并采取減振降噪技術(shù)進(jìn)行侵害排除,對(duì)于提升現(xiàn)有裝備可靠性,為未來重型、超重型裝備研制提供理論參考,具有科研和社會(huì)效益的雙重價(jià)值。在論文研究中,國(guó)家青年科學(xué)基金項(xiàng)目——“管狀層間過渡阻尼結(jié)構(gòu)物理—機(jī)械參數(shù)藕聯(lián)機(jī)理研究”(514052323)及山西省回國(guó)留學(xué)人員科研資助項(xiàng)目——“基于物理—機(jī)械參數(shù)藕聯(lián)特性的N組合層粘彈性懸架阻尼分析”(2012-073)為論文阻尼緩沖方案研究提供了重要的經(jīng)費(fèi)支持。論文主要研究?jī)?nèi)容:1、建立了掘進(jìn)機(jī)截割減速器作業(yè)載荷侵害模型并進(jìn)行了理論解析。模型以受侵害EBZ120掘進(jìn)機(jī)截割減速器為研究對(duì)象,以牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律為依據(jù),以集中參數(shù)法為基礎(chǔ),從齒輪副純扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型入手,到單級(jí)齒輪嚙合傳動(dòng)模型建立,考慮軸承動(dòng)力學(xué)及二級(jí)行星結(jié)構(gòu)級(jí)間連接,最終建立了截割減速器高階非線性耦合侵害模型;針對(duì)模型自由度多、非線性因素復(fù)雜、行星輪存在剛體位移、轉(zhuǎn)子及箱體結(jié)構(gòu)耦合,解析解及數(shù)值分析難度大的問題,采用有限元方法進(jìn)行理論求解,獲得了軸承、內(nèi)部齒輪振動(dòng)加速度時(shí)域特性曲線,以及嚙合齒面間的動(dòng)態(tài)嚙合力,分析了損壞現(xiàn)象的損傷機(jī)理;通過頻域分析,獲得了傳動(dòng)系統(tǒng)低階頻率分布情況,結(jié)合齒輪嚙合頻率、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率分析了系統(tǒng)激振頻率。2、在“煤礦采掘機(jī)械裝備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室”完成了掘進(jìn)機(jī)截割減速器模擬破巖條件下的振動(dòng)數(shù)據(jù)采集。通過時(shí)域、頻域分析,研究了截割減速器、履帶架、操縱臺(tái)、電控箱在典型工況下的振動(dòng)特性,并且進(jìn)行了振動(dòng)烈度及舒適性評(píng)價(jià),積累了類似截割減速器性能優(yōu)化、高端裝備研究的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3、開展了截割減速器裝配體及殼體的理論模態(tài)分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。模態(tài)分析結(jié)果是進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究和減振設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過理論分析獲得了低階固有頻率;使用力錘敲擊單點(diǎn)激勵(lì)、多點(diǎn)響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法,獲得了截割減速器及殼體的低階固有頻率及對(duì)應(yīng)振型,驗(yàn)證了理論模型,分析了誤差。4、進(jìn)行了截割減速器臺(tái)架振動(dòng)測(cè)試,以采集到的齒圈振動(dòng)加速度時(shí)域數(shù)據(jù)驗(yàn)證了侵害模型的理論計(jì)算結(jié)果,分析了二者的誤差;證明了侵害模型建模理論及求解方法在封閉式傳動(dòng)系統(tǒng)中的快捷、可達(dá)性。5、提出了殼體阻尼緩沖方案,與原有結(jié)構(gòu)從理論方面進(jìn)行了減振效果對(duì)比分析。通過類似減振結(jié)構(gòu)的實(shí)車實(shí)驗(yàn),間接驗(yàn)證了筒狀承力件阻尼緩沖方案的可行性。綜上所述,本文的研究成果可為掘進(jìn)機(jī)截割減速器作業(yè)載荷侵害分析、故障排除、減振降噪研究提供理論依據(jù)和參考,為未來重型、超重型采掘裝備傳動(dòng)裝置的研發(fā)提供思路和方法。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD421.5

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