基于Workbench的双电机驱动采煤机截割部传动惰轮有限元分析.pdfVIP

学兔兔 1 匐 似 基于Workbench的双电机驱动采煤机 截割部传动惰轮有限元分析 Finite elementanalysisofdualmotordrive Shearer cutting unittransm ission ldlerbased onWorkbench 汪佳彪。，张 勇 ，刘 泽。，徐西华’ WANGJia．biao。，ZHANGYong，LIUZe。，XUX_-hua。 (1．中国矿业大学机电工程学院，徐州221116；2．兖州煤矿股份有限公司南屯煤矿，兖州273515) 摘 要：针对双电机驱动采煤机截割部传动惰轮动力传递失效问题，基于传动惰轮所受载荷的力学模 型，采用有限元分析软件ANSYSWorkbench对其进行静力学和动力学分析，得到了传动惰 轮的应力应变云图、各阶振型图和谐响应位移图。通过分析，找出了传动惰轮失效的部位和 原因，并提出了解决方案，为传动惰轮的设计制造提供了依据。 关键词：采煤机传动惰轮；有限元分析；模态分析；谐响应分析 中图分类号：THI32．4 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009-0134([2015)02(上)一0140-03 Doi：10．3969l／J．issn．1009-0134．2015．02(E)．39 0 引言 用ANSYS对齿轮齿根在理论和实际两种情况的应力 近几年，随着采煤机的不断发展，以及薄煤层 计算做了比较，证明了ANSYS分析在齿轮计算中的 和极薄煤层的开采难度 日益增大 ，为了满足该种开 有效性，并对齿轮结构提出了改进方案，为齿轮的 采工况的需要，截割部已广泛采用双电机机械串接 优化设计提供了理论依据。 驱动。其优点是：在不增加机身高度的条件下，使 以上研究主要对双 电机驱动采煤机的整体动态 截割功率成倍增加；同时具有机面高度低、采高范 特性进行了研究，并未对传递惰轮进行专 门的分析 围大 、适应性好等特点 。传动惰轮作为双电机 研究。因此，本文首先对传动惰轮的理论运行情况 驱动采煤机传递动力的重要部件 ，在实际运行过程 和实际运行情况进行静力学分析 比较，随后对其进 中，由于同时受到两个主动齿轮的交变应力，其发 行谐响应分析 ，得到相应的曲线，为双电机驱动采 生失效的概率较大。此时 ，会引起动力传递故障， 煤机传动惰轮的设计提供依据。 从 而造成动力损失，同时也会造成截割部的振动、 1 传动惰轮的静力学分析 噪音，影响整个采煤机的工作平稳性，从而直接影 响煤矿企业的经济效益 。 1．1建模与受力分析 国内外部分专家学者在相关方面做了许多相关 本文采用CAXA软件进行齿轮轮廓曲线的绘制， 的研究。L．Wilcox和W ．Coleman 采用有限元法分析 并导入~1|SolidWorks2013进行三维模型的构建，如图 对称，不对称齿形的拉伸圆角应力，推导出适用于各 1所示，各齿轮的参数如表1所示。 类牙型和载荷条件的齿轮拉伸 圆角几何尺寸的计算 表1 传动惰轮的基本参数表 公式。蔡桂英等”通过对截割部双电机的稳态和动态