采煤機(jī)扭矩軸卸荷槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化與回歸分析

發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 06:25

【摘要】：煤礦井下綜合采煤機(jī)械化環(huán)境惡劣復(fù)雜,采煤機(jī)在截割的過程中往往受到不同煤巖的沖擊,導(dǎo)致電機(jī)損壞。為避免電機(jī)發(fā)生嚴(yán)重的損壞通常采用扭矩軸保護(hù)截割電機(jī)和主傳動系統(tǒng)。扭矩軸通常會設(shè)計(jì)有卸荷槽,該部分是傳動系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié),以起到保護(hù)電機(jī)的作用。扭矩軸在使用過程中常有過載應(yīng)斷但沒有折斷的現(xiàn)象發(fā)生,或者扭矩軸設(shè)計(jì)時(shí)安全系數(shù)選擇不合理而頻繁折斷失效,導(dǎo)致綜采開機(jī)率低影響采煤效率。因此有必要對扭矩軸卸荷槽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,提高其可靠性,保證開機(jī)率和采煤效率。主要研究內(nèi)容如下:(1)本文利用Solidworks軟件完成了相同尺寸下I型、V型以及U型三種槽型扭矩軸的建模,并應(yīng)用有限元分析軟件ABAQUS對其進(jìn)行靜力比較學(xué)分析,得出U型槽扭矩軸的力學(xué)性能最優(yōu);通過改變了 U型槽結(jié)構(gòu)參數(shù)來分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對扭矩軸力學(xué)性能的影響規(guī)律并對扭矩軸進(jìn)行模態(tài)分析,為U型槽結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化及最大Mises應(yīng)力的預(yù)測提供依據(jù)。(2)以U型卸荷槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)為試驗(yàn)因素,以扭矩軸的最大Mises應(yīng)力為試驗(yàn)指標(biāo),建立正交試驗(yàn)對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了初步優(yōu)化,得到了卸荷槽結(jié)構(gòu)參數(shù)對扭矩軸力學(xué)性能的影響規(guī)律及較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合,為結(jié)構(gòu)參數(shù)的再優(yōu)化提供了基礎(chǔ);以正交試驗(yàn)和數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)為樣本構(gòu)造非線性回歸方程,得到了結(jié)構(gòu)參數(shù)對Mises應(yīng)力的預(yù)測模型;運(yùn)用遺傳算法對結(jié)構(gòu)參數(shù)組進(jìn)行全局尋優(yōu),得到了最優(yōu)的卸荷槽結(jié)構(gòu)參數(shù)組。(3)運(yùn)用斷裂力學(xué)理論與ABAQUS子模型的技術(shù),計(jì)算了不同工況下扭矩軸表面裂紋近端的的應(yīng)力應(yīng)變場,獲得了應(yīng)力強(qiáng)度因子K的變化規(guī)律。研究結(jié)果為扭矩軸卸荷槽參數(shù)化設(shè)計(jì)及扭矩軸最大Mises應(yīng)力的預(yù)測提供了一定參考依據(jù),也為軸系零件結(jié)構(gòu)完整性的評價(jià)提供一定的理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

結(jié)構(gòu)圖,扭矩軸,結(jié)構(gòu)圖