刮板输送机圆环链接触强度分析与优化设计

以SGZ880/800型刮板输送机圆环链为研究对象,开展了圆环链接触强度分析工作.结果表明,圆环链与圆环接触位置存在应力集中,此处是圆环链出现接触磨损的主要位置.采用拓扑优化方法,完成了刮板链环的优化改进.仿真计算结果表明,改进前后圆环链的质量由2.841 kg降低至了2.733 kg,减轻了3.80%;最大等效应力的提升和最大等效应变的降低数值较小.实现了刮板链在不损害链环刚度的条件下的轻量化设计,效果较为显著.

25MnV钢矿用圆环链热浸镀铝及其力学性能的研究

采用扩散热浸镀铝对25MnV钢矿用圆环链进行处理,对热浸镀铝层的显微组织、显微硬度以及圆环链的拉伸性能和破断性能进行研究。结果表明:热浸镀铝后表面为铝层和Fe-Al合金层,合金层主要相为Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3),合金层内高硬度区域比例较高。经850℃、4 h的扩散处理后,铝层全部转变为合金层,且分为外扩散层与内扩散层,外扩散层主要相为FeAl,内扩散层主要相为Fe_(3)Al,合金层内高硬度区比例明显降低,且内扩散层的显微硬度小于基体。扩散后由于高温抗氧化性的Fe-Al合金层的形成,降低了淬火和回火过程中表面氧化程度,从而提高了其抗拉强度和屈服强度。由于Fe-Al合金层的硬度较高,使得扩散热浸镀铝拉伸件的伸长率和收缩率有所降低。与链条原件相比,热浸镀铝和扩散对破断强度变化不大,而两者的伸长率出现了下降,但两者性能均满足国标对C级别圆环链要求。

表面渗碳对17GrNiMo6矿用圆环链的显微组织及其力学性能的影响

针对17GrNiMo6矿用圆环链表面易损坏的问题,采用渗碳+高温回火+淬火+低温回火工艺对其进行热处理,研究了热处理工艺对渗碳层的显微组织、显微硬度、渗碳层深度、硬化层深度以及圆环链的拉伸性能和破断性能的影响。结果表明:采用热处理方法可以提高渗碳层表层的显微硬度,最高可达631.3 HV。其表层组织为针状马氏体,碳化物主要分布在晶界处,次表层组织为针状和少量板条马氏体,芯部组织主要为板条马氏体和微量贝氏体,显微硬度约为440.3 HV。试样渗碳层深度达3.8 mm,硬化层深度达2.3 mm。随着碳原子的渗入,试样抗拉强度和屈服强度相比于未热处理时均有所提高,但其伸长率和收缩率则均下降,破断负载在渗碳处理后增加并超过链条原件负载的14.58%,采用表面渗碳处理方法试样的破断负载和伸长率均达到国标对C级别圆环链的要求。

煤水介质下圆环链大应变在线监测系统设计

为了防止矿用重型刮板机运行过程中圆环链破断引发断链事故,研制了一种矿用重型刮板机圆环链张力在线监测系统。对刮板机圆环链受过大载荷产生塑性大应变的工况,设计了带有拱形应变片的装配式张力传感器结构,通过电磁波仿真确定了传感器适应非均煤水介质工况的射频通信方案,实现了张力的在线监测。在拉伸试验机上进行了样机的拉伸和循环拉伸试验,并对射频通信方案进行了通信质量工况模拟实验。实验证明,该监测系统灵敏度为19.5 mV/V,零点漂移量为满量程的2.05%,射频通信传输数据的误码率小于1%,可以实现矿用圆环链张力的在线监测。

重型刮板输送机圆环链的三维建模及有限元强度分析

基于影响疲劳强度的主要因素,结合重型刮板输送机圆环链的结构特点,合理构建重型刮板输送机圆环链三维模型,并以此为基础,分别以额定载荷和冲击载荷两种载荷条件进行有限元强度分析,最终发现冲击载荷对圆环链疲劳强度所造成的影响更大。最后,根据工程实践结果对仿真结果进行验证分析,确认有限元强度分析方法的有效性。

刮板运输机圆环链与链轮接触性能分析

为进一步探究刮板运输机圆环链与链轮结构的性能,本次研究基于仿真分析的理论和方法,确定了不同工况下的载荷,以及运行过程中传动机构的应力分布情况,得出相应的研究结果。预计这些研究结果将为后续的刮板运输机结构设计优化工作提供一定借鉴。

矿用刮板输送机圆环链传动系统动力学行为研究

工作面刮板输送机是关键的煤矿综采设备之一,其采用圆环链传动实现对开采煤炭的输送,具有大载荷、高功率、长距离等特点。通过有限段法将刮板输送机的圆环链传动系统离散成Kelvin-Vogit模型,重点考虑其纵向动力学特性,利用Matlab/Simulink建立考虑链传动预紧力和双电动机驱动的系统动力学仿真模型。基于非线性有限元软件Abaqus分析链轮和链环的接触特性,并得到纵向动力学模型所需的链轮和链环的刚度系数。针对刮板输送机链传动系统的满载启动、自由停机和卡链等工况进行动力学仿真计算,计算得到了确保链条张力大于0所需的最小预紧力和链条预紧力对链条张力、速度等参数的影响。为刮板输送机链传动系统关键部件的优化设计和参数匹配提供理论依据。

刮板输送机链轮磨损与圆环链形变之间的关系

采用数值分析与试验结合的方法分析了圆环链形变与驱动链轮磨损之间的关系。建立了圆环链有限元模型,分析了标准圆环链在不同负载下圆弧段的弹性形变,数值计算结果表明:在拉伸负载作用下,圆环链圆弧段为椭圆,椭圆长短轴之差随负载增加而增大,当负载接近弹性极限载荷时,圆环链椭圆弧段出现凹弧;采用柔性三坐标仪检测磨损前后驱动链轮链窝曲面并进行分析后发现,链轮链窝在准线方向磨损趋于均匀,母线方向磨损与圆环链形变之间存在关联。测试链轮母线磨损与匹配圆环链21.4%弹性极限载荷时外廓一致。最后得出了圆环链拉伸方向为短轴的椭圆环链或将有利于缓减链轮链窝曲面磨损的结论。

基于圆环链与链轮啮合特征的链条波动研究

进行刮板输送机空载运行状态下圆环链张力波动试验分析,建立圆环链与链轮系统动力学虚拟样机;对圆环链运行试验结果与忽略圆环链与链轮啮合特征的NMC模型解析解进行对比,建立基于链轮与圆环链啮合特征的链条波动MC模型,并推导链条波动解析式。研究研究表明:NMC模型忽略圆环链与链轮啮合过程中因圆环链与链轮链窝次受力面接触而引起的链条波动,从而掩盖圆环链节距对链条波动的影响规律;MC模型在提高链条波动分析的准确性的基础上揭示了圆环链节距对链条波动的影响规律;采用大节距立环与小节距平环的圆环链可有效降低链条波动,延长圆环链使用寿命,MC模型为变节距圆环链的使用提供了理论依据。

基于ANSYS的刮板输送机圆环链的有限元分析

以准34×126矿用圆环链为模型,运用ANSYS软件分别对圆环链在两种工况条件下的受力情况进行有限元分析。分析圆环链的应力分布规律,通过综合两种工况条件下的计算结果,得出在圆环链上的最大等效应力主要集中在链环的圆弧内侧,并且在圆弧的上下表面及其与直边的过渡处也会出现较大的应力,从而较为全面地确定了圆环链的易损部位。分析结果表明,刮板输送机圆环链的圆弧处应力较大,易发生破坏。该分析结果为圆环链的尺寸优化提供了重要依据。

矿用圆环链钢23MnNiCrMo54的安定机理研究

研究了矿用圆环链钢2 3MnNiCrMo5 4在单轴拉拉交变应力作用下的安定状态。结果表明,对于只允许发生弹性变形的工件,经过特定的循环加载处理使其达到稳定的弹性安定状态,工件在一定工况下可以在超出其原弹性极限的情况下使用。对于只允许发生微量塑性变形的工件,对该工件施以适当的循环载荷,使工件达到稳定的塑性安定状态,工件在一定工况下可以在超出其原屈服极限的情况下使用。并用位错理论对其安定机理做了初步分析。

低温及应变率对矿用圆环链冲击性能的影响

为了了解回采工作面刮板输送机圆环链在卡链状态下力学性能,文中利用ANSYS/LS-DYNA软件,对含有V型缺口圆环链进行数值模拟冲击实验分析,特别是就低温和应变率等因素对圆环链冲击性能的影响进行了比较详细的研究和讨论。研究结果表明温度降低会导致矿用受冲击圆环链破断时吸收能量减小和缩短初始破断时间,另外,应变率(加载速率)也会使破断应力增大和缩短初始破断时间。

重型刮板输送机圆环链与链轮啮合理论分析

从圆环链与链轮啮合过程入手进行理论分析,充分考虑圆环链的弹性变形,分析圆环链在不同负载下所引起的弹性变形以及变形下与链轮的啮合特点,并对链轮与链条啮合过程的动力传递进行了分析。

矿用高强度圆环链的力学性能与强度分析

研究23MnNiMoCr54合金钢的力学特性,通过静拉伸试验得到材料载荷-变形曲线,以此为基础对其真实应力-真实应变曲线进行了计算.根据23MnNiMoCr54的弹塑性真实应力-真实应变曲线,利用非线性有限元分析软件ABAQUS进行圆环链的有限元弹塑性接触分析,得到链环的应力场及相关评价指标的计算值.通过开展圆环链的静拉伸试验研究,表明了圆环链弹塑性接触分析结果的有效性,为圆环链的结构设计和优化提供了理论依据,节约了试验成本.

矿用圆环链编链工艺的角度过程能力指数

将过程能力指数的概念扩展到角度质量控制问题,给出角度过程能力指数的计算方法.研究26×92矿用圆环链服从VonMises分布的弯曲点角度质量特性值当分布中心与公差中心重合时,使角度过程能力指数达到适宜的尺度参数的合理取值范围为[3 39,4 40].导出分布中心在偏离公差中心的情况下,为使角度过程能力指数取得适宜值,分布中心对于公差中心偏离的合理范围的公式.

基于RecurDyn的圆环链传动系统仿真

针对圆环链传动系统在实际工况中运动状态复杂、常规手段难以分析这一现象,以煤矿井下刮板输送机链轮链条传动系统为参考建立其三维实体简化模型,在RecurDyn动力学仿真软件中进行分析。结果显示:由于多边形效应的存在,圆环链传动系统的运动学特性不稳定;不同传动位置链环运动学特性不相同。

刮板输送机圆环链断链检测方法的研究

提出了采用表面波电磁声技术对圆环链裂纹进行在线检测的方案，成功地研制了电磁声探伤装置和电磁声传感器．在钢管和圆环链上非接触地激发并探测到声表面波和人工缺陷反射波以及造成的声波衰减，从理论上和试验技术上为最终实现对运动圆环链的在线检测奠定了基础．所研制的传感器也可用于对其它运动的、表面粗糙的金属构件和结构件进行无损检测，有着极广阔的应用前景．

基于LS-DYNA的矿用圆环链损伤分析

基于非线性接触动力学,建立了圆环链模型,运用有限元动力学分析软件ANSYS/LSDYNA对圆环链间的接触碰撞过程进行了仿真分析。分析结果表明,冲击导致的磨损是造成链环断裂的主要原因。给出了圆环链断裂的主要位置,从而为研究矿用圆环链装置的损伤和寿命估算提供了理论依据。

不同温度及应变速率条件下高强度圆环链临界损伤因子研究

为研究温度及应变速率下刨链的强度和寿命特征,以变形条件对圆环链临界损伤因子的影响为主要研究目标,确立物理试验与数值模拟仿真相互佐证寻求临界损伤因子的基本思路。进行不同温度和应变速率条件下多组试样的热物理模拟拉伸试验,利用采集到的参数完成试验的仿真再现。结果发现最大损伤值总是出现在圆环链的肩部,损伤软化现象对应变速率较为敏感,临界损伤因子不是一个常数,而在0.15～0.54。

温度/机械载荷作用下高强度圆环链临界损伤条件研究

以变形条件对圆环链临界损伤因子的影响为主要研究目标,确立物理试验与数值模拟仿真相互佐证寻求临界损伤因子的基本思路,完成不同温度和应变速率条件下多组试样的热物理模拟拉伸试验,利用采集到的参数完成试验的仿真再现,研究温度/机械载荷作用下刨链的强度和寿命特征。结果表明,最大损伤值总是出现在圆环链的肩部,损伤软化现象对应变速率较为敏感,临界损伤因子不是一个常数,而是在0.15～0.54范围内。