【摘要】：礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)作為采礦施工過程中的重要機(jī)構(gòu)之一,其工作性能和可靠性將對(duì)挖掘機(jī)的整體性能產(chǎn)生重大的影響。在惡劣的礦山環(huán)境中,提升機(jī)構(gòu)不僅承受巨大的載荷作用,同時(shí)由于工作環(huán)境的不確定性和操作人員的不確定性,使得在每次挖掘過程中載荷具有較大的隨機(jī)性。因此,研究隨機(jī)工況作用下提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)可靠性意義重大。本論文以太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱太原重工)研發(fā)的WK-55機(jī)械正鏟式礦用挖掘機(jī)為研究對(duì)象,在深入分析提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要失效模式基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮載荷多次作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度退化,建立提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的動(dòng)態(tài)可靠性模型。本論文內(nèi)容如下:(1)根據(jù)太原重工提供的資料,本論文采用UG三維建模軟件,建立提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)的三維實(shí)體模型。通過x_t格式文件將傳動(dòng)系統(tǒng)的三維模型轉(zhuǎn)換到ADAMS動(dòng)力學(xué)軟件中,并添加約束,建立傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。使用ANSYS軟件,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的二級(jí)齒輪軸柔性化處理,同時(shí)導(dǎo)出MNF文件。通過ADAMS軟件中“Rigid to Flex”命令,替換原來(lái)的剛性二級(jí)齒輪軸,并建立提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型。(2)根據(jù)動(dòng)力學(xué)仿真數(shù)據(jù),獲得傳動(dòng)系統(tǒng)中零部件的動(dòng)載荷—時(shí)間歷程。再根據(jù)赫茲接觸理論和彎扭強(qiáng)度合成理論,得到各級(jí)齒輪和二級(jí)齒輪軸的應(yīng)力—時(shí)間歷程。使用雨流循環(huán)計(jì)數(shù)法對(duì)零部件的動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,獲得零部件動(dòng)應(yīng)力的概率分布形式以及分布參數(shù)。(3)將挖掘過程中的每一次“挖掘—回轉(zhuǎn)卸載—卸載—回轉(zhuǎn)至工作面”循環(huán)視為載荷作用一次。根據(jù)載荷多次作用原理,經(jīng)計(jì)算得到傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠度與時(shí)間的關(guān)系。本論文使用Gamma函數(shù)描述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度退化過程,并結(jié)合材料P-S-N曲線估計(jì)Gamma函數(shù)中的兩個(gè)特征參數(shù)。(4)使用Kriging代理模型技術(shù),構(gòu)建各級(jí)齒輪結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的代理模型,并進(jìn)行誤差分析。同傳統(tǒng)的多次調(diào)用有限元計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度方法相比較,代理模型能有效的提高計(jì)算效率。根據(jù)結(jié)構(gòu)功能函數(shù),同時(shí)采用蒙特卡羅隨機(jī)抽樣法和Kriging代理模型技術(shù),求得傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)齒輪的可靠度。
【圖文】：

.1 研究背景及意義我國(guó)地大物博，能源儲(chǔ)備豐富，其煤炭存儲(chǔ)量占全球存儲(chǔ)量的 11.6%。從地置上看，主要集中在我國(guó)北方地區(qū)。當(dāng)今煤炭開采方式主要有露天和地下兩采方式[1]。露天開采適用于埋藏較淺的煤礦，而地下開采適用于埋藏較深的煤比于地下開采露天開采有許多明顯的優(yōu)勢(shì)。世界上大部分國(guó)家的煤炭開采主露天開采方式為主。當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，同時(shí)工業(yè)水平和制造也得到了大幅度的提升。為了更好的高效的進(jìn)行煤炭開采，縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家距，為此在《國(guó)家十一五規(guī)劃》中提出將大型礦用設(shè)備作為發(fā)展裝備制造業(yè)點(diǎn)之一。在大型礦用設(shè)備中，礦用挖掘機(jī)作為主要的采礦設(shè)備之一，其使用范圍非泛。主要有機(jī)械正鏟式挖掘機(jī)和液壓正鏟式挖掘機(jī)兩種類型，如圖 1-1 和 1-。大型礦區(qū)主要采用機(jī)械正鏟式挖掘機(jī)。我國(guó)機(jī)械正鏟式挖掘機(jī)主要有太原研發(fā)的 WK-20、WK-55 和 WK-75 等一系列產(chǎn)品，其中 WK-75 是當(dāng)今全球最露天礦用挖掘機(jī)，其單斗容量為 75 立方米。

.1 研究背景及意義我國(guó)地大物博，能源儲(chǔ)備豐富，其煤炭存儲(chǔ)量占全球存儲(chǔ)量的 11.6%。從地置上看，主要集中在我國(guó)北方地區(qū)。當(dāng)今煤炭開采方式主要有露天和地下兩采方式[1]。露天開采適用于埋藏較淺的煤礦，而地下開采適用于埋藏較深的煤比于地下開采露天開采有許多明顯的優(yōu)勢(shì)。世界上大部分國(guó)家的煤炭開采主露天開采方式為主。當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，同時(shí)工業(yè)水平和制造也得到了大幅度的提升。為了更好的高效的進(jìn)行煤炭開采，縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家距，為此在《國(guó)家十一五規(guī)劃》中提出將大型礦用設(shè)備作為發(fā)展裝備制造業(yè)點(diǎn)之一。在大型礦用設(shè)備中，礦用挖掘機(jī)作為主要的采礦設(shè)備之一，其使用范圍非泛。主要有機(jī)械正鏟式挖掘機(jī)和液壓正鏟式挖掘機(jī)兩種類型，如圖 1-1 和 1-。大型礦區(qū)主要采用機(jī)械正鏟式挖掘機(jī)。我國(guó)機(jī)械正鏟式挖掘機(jī)主要有太原研發(fā)的 WK-20、WK-55 和 WK-75 等一系列產(chǎn)品，其中 WK-75 是當(dāng)今全球最露天礦用挖掘機(jī)，其單斗容量為 75 立方米。
【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)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程言麗;肖正明;王旭;;直齒圓柱齒輪動(dòng)力學(xué)特性分析與ADAMS仿真研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2016年04期

2 于繁華;劉仁云;張義民;孫秋成;張曉麗;;機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)可靠性設(shè)計(jì)的智能計(jì)算方法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2016年04期

3 韓忠華;;Kriging模型及代理優(yōu)化算法研究進(jìn)展[J];航空學(xué)報(bào);2016年11期

4 魏莎;韓勤鍇;褚福磊;;考慮不確定性因素的齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究綜述[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2016年01期

5 陳宇;;CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];電子測(cè)試;2015年06期

6 張揚(yáng);張維剛;馬桃;唐婷;;基于全局敏感性分析和動(dòng)態(tài)代理模型的復(fù)雜非線性系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年04期

7 安宗文;高建雄;劉波;;基于P-S-N曲線的強(qiáng)度退化隨機(jī)模型[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

8 佟操;孫志禮;楊麗;孫安邦;;一種基于Kriging和Monte Carlo的主動(dòng)學(xué)習(xí)可靠度算法[J];航空學(xué)報(bào);2015年09期

9 安宗文;劉小剛;高建雄;;基于裂紋擴(kuò)展理論的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度退化模型[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

10 熊芬芬;;穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)中代理模型不確定性的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年19期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 周長(zhǎng)江;多種載荷下齒輪彎曲強(qiáng)度與齒面摩擦因數(shù)的計(jì)算方法研究[D];湖南大學(xué);2013年

2 周志剛;隨機(jī)風(fēng)作用下風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及動(dòng)態(tài)可靠性研究[D];重慶大學(xué);2012年

3 賈布裕;組合梁斜拉橋的可靠度分析[D];華南理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 夏永;基于ADAMS的風(fēng)電齒輪箱動(dòng)力學(xué)仿真分析[D];大連理工大學(xué);2014年

2 劉子敏;剛?cè)狁詈巷L(fēng)電機(jī)組齒輪箱受迫振動(dòng)分析及疲勞壽命估算[D];華北電力大學(xué);2014年

3 關(guān)猛;基于ADAMS的高性能軸承動(dòng)態(tài)性能分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

4 董海龍;剛?cè)狁詈闲行驱X輪減速器仿真研究[D];東北大學(xué);2013年

5 陳林海;基于Kriging響應(yīng)面法的剛構(gòu)橋及連續(xù)梁橋可靠度分析[D];華南理工大學(xué);2013年

6 嚴(yán)華;大型風(fēng)機(jī)齒輪箱剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真研究[D];新疆大學(xué);2011年

7 胡鳴;結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算方法研究[D];華南理工大學(xué);2010年

8 吳利霞;基于UG的齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真分析研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

9 袁菲;某火炮傳動(dòng)系統(tǒng)隨機(jī)載荷下齒輪疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

，

本文編號(hào)：2524519