铸造桥式起重机卷筒轴断裂失效分析

针对某50/10t铸造桥式起重机卷筒轴断裂失效分析案例,结合断口形貌分析、材料金相组织分析、加工过程分析,全面排查了卷筒轴断裂失效的原因,搭建了铸造桥式起重机的动力学分析模型,计算了传动链中卷筒及钢丝绳的动态载荷,并分析了动载作用下卷筒的结构强度及卷筒轴的疲劳寿命。结果表明,该起卷筒轴断裂失效事故中,卷筒轴的结构硬度、材料组织良好,卷筒轴过渡圆角处会产生明显应力集中,周期性动载产生的交变应力会导致桥式起重机卷筒轴疲劳寿命大大减小,属于高名义应力的旋转弯曲疲劳断裂。

150MW等级双超汽轮机高压缸前轴封结构优化

150MW等级双超机组为超高温进汽方式,高压缸前轴封漏汽温度较高,若轴封结构设计不当,会导致轴封蒸汽外漏、轴承油中带水、端部汽缸变形、汽封动静碰磨或转子弯曲等安全事故,而且较大的高品质蒸汽泄漏也会影响机组的经济性。通过优化高压缸前轴封结构,对数十种漏汽组合模型进行了计算分析,推荐合理运行方式,解决了端汽封漏汽温度高带来的影响,达到了预期效果,提高了经济性,在同类机组中具有较高的应用推广价值。

鼓形齿接轴失效原因分析及改进方案

阐述了某钢铁厂鼓形齿接轴的结构以及使用过程中发生的事故,分析了齿面异常磨损、断齿以及扁头套筒断裂故障发生的原因。针对故障原因改进了润滑系统及齿面热处理方式,同时取消原扁头套筒衬板设计,并通过有限元计算进行理论分析,为下一步改造提供理论依据。

YZGH4169鼓筒轴锻造工艺研究

针对YZGH4169鼓筒轴难以锻造成形的问题,制定了YZGH4169鼓筒轴锻造成形优化方案,通过优化鼓筒轴锻造工艺、中间坯、锻模设计和有限元软件数值模拟等方法进行工艺试制。结果表明:优化方案确保了鼓筒轴锻造成形,提高了锻造效率和锻件合格率、材料利用率,延长了锻模使用寿命,减少了模锻成形火次,降低了锻造设备的压力和生产成本,锻件形状、尺寸、力学性能、硬度、晶粒度、金属流线、金相组织等均达到了规定的技术要求。

带式输送机超大型传动滚筒轴结构优化设计

针对传动滚筒轴长期运行发生疲劳失效的问题,以某超大型带式输送机传动滚筒轴为例,从滚筒轴材料选择,再建立滚筒轴的有限元模型,分析了滚筒轴的应力,得到滚筒轴的最大应力主要分布在安装轴承的轴肩过渡位置,基于滚筒轴的应力载荷谱,结合疲劳分析理论,研究计算得到滚筒轴的安全系数。对于滚筒轴轴肩过渡圆角处损伤最为严重的问题,提出了以滚筒轴质量最小为目标,通过优化迭代,增大了滚筒轴的安全系数。对于滚筒轴两端均安装联轴器的工况,特别加大设计安全系数。该研究对超大型滚筒轴的设计具有一定的指导意义,避免了设计缺陷引起的疲劳破坏。

电铲漏油的故障分析与应对措施

为了彻底解决电铲漏油故障,消除安全隐患,提高电铲的可用率,对电铲提升滚筒密封漏油、提升/推压一轴油封漏油、润滑管路漏油、轴承端盖漏油进行了漏油原因分析,并针对漏油故障提出了有效的应对措施。结果表明:制定的漏油故障措施可以有效地降低电铲漏油故障的发生率,提高电铲运行的稳定性和安全性。

连采机半煤岩掘进技术探讨与实践

对连采机半煤岩掘进工艺特点和装备适应性进行了分析。通过与综掘机技术进行对比,探讨了连采机半煤岩掘进截割工序优化、装备适应性提升、截割振动控制及掘进工艺改进。相关技术和装备应用于某煤矿连采机半煤岩掘进中,取得了良好效果。

机电耦合对采煤机截割部扭矩轴负载的影响

扭矩轴是采煤机截割部的关键零件,具有缓冲和保护电机的作用,但在有些采煤机过载的情况下,扭矩轴未能及时破断,导致采煤机损坏。为了研究机电耦合对扭矩轴负载的影响,结合ANSYS和Adams建立了以扭矩轴为柔性体的截割部刚柔耦合模型,在SIMULINK中构建了截割电机模型和截割部机电耦合模型,利用LS-DYNA得到了滚筒截割煤体的负载,进行了动力学仿真,得到了考虑和不考虑机电耦合条件下扭矩轴负载的变化规律,为研究保护采煤机截割电机提供了参考。

整车驱动轴扭矩测试系统的开发与测试

驱动轴扭矩测试是汽车底盘(含轮胎)阻力拆解与能量流分析的主要手段。针对整车驱动轴扭矩快速测试的需求,开发了能应用于不同车型的测试系统。首先,设计了驱动轴扭矩测试系统的整体架构,其包括传感总成、无线采集总成和标定台架等,并对关键硬件进行选型;其次,采用双轴布片组桥技术设计了可实现宽温域温度补偿和轴向弯矩解耦的传感部件,并开发了可适应狭小空间的可充电轴套,轴套整体采用3D打印技术制作,能够支持20 h以上的测试续航要求,满足了传感部件的布置、供电和抗热辐射要求;然后,设计了适用于加载后驱动轴大轴向角变形工况的快速标定试验台;最后,对所开发的扭矩测试系统进行标定,并进行了道路试验和转鼓试验。研究结果表明,驱动轴扭矩标定的线性度达到99.811%,测试系统性能良好,测试精度较高。所设计的整车驱动轴扭矩测试系统具有标定及测试快速,关键传感模块可移植、可重复使用等优势,具有较高的应用价值。

正井法矿用成套设备施工深竖井经济分析

深竖井开挖支护及衬砌混凝土施工中,均需设置载人和载物2套垂直运输系统,目前对载人设施安全性要求较高,对采用水利水电常规施工的深竖井的施工方法常见的2种施工方案矿用全套设备方案正井法施工和矿用双筒绞车+卷扬机的正井法施工方案进行了技术经济分析。2个方案技术上可行,通过对经济成本分析和平衡点进行分析,正井法施工超过150m的深竖井矿用全套设备方案正井法施工较优,为施工方案选择提供依据。

滚筒式采煤机煤岩截割力学特性及测试系统研究

为实现采煤机在煤岩截割过程中滚筒载荷受力的测试与分析,现场建立等比例大型采煤机力学特性分析研究实验平台,采用等效结构惰轮轴传感器测试方法,针对滚筒式采煤机在煤岩截割过程中采煤机滚筒载荷变化进行实时动态在线监测,采用无线信号发射装置实现测试数据的实时传输。现场截割实验结果表明,在采煤机截割煤岩过程中,滚筒x,y,z三向上的载荷峰值差分别为29.941,17.459和7.371kN,载荷变化显著,测试结果符合现场实际工况,为实现采煤机煤岩动态识别以及自动调高控制提供了重要的理论和数值依据。

一种新型轴/径向伸缩式成型鼓及其尺度设计

针对子午线轮胎成型装备自主创新需求,提出并研究了一种新型结构紧凑、大伸缩比、高刚度的子午线轮胎成型鼓.在系统阐述其结构与传动原理的基础上,建立了成型鼓内、外瓦板各基本伸缩单元实现轴/径向伸缩运动的数学模型及其几何与运动约束方程,给出了该类成型鼓的一般设计思路和方法,并以压力角为优化目标,实现了成型鼓导向机构尺度优化设计.在此基础上,通过计算机仿真验证了设计方法的正确性和有效性.研究结果对这类新型成型鼓的工程样机的研制提供了重要的理论依据.

不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响

针对叶轮机械中鼓盘式转子,考虑转子涡动与鼓筒振动间耦合作用,建立轮盘-鼓筒-转轴系统动力学模型,分析不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响。结果表明,不平衡转子涡动仅与环向波数为1的鼓筒弹性振动模态耦合;转轴支撑刚度为线性时,转子稳态运动轴心轨迹为圆形,不平衡转子涡动不直接引发鼓筒稳态弹性振动;转轴为非线性支撑时,转子稳态运动轴心轨迹变复杂,不平衡转子涡动会引起鼓筒小幅稳态振动。

JC-15D直驱绞车的研制及应用

研制的JC-15D绞车主要由绞车架、滚筒轴、320 kW电动机、液压盘式刹车、电气控制系统和润滑系统等组成。该绞车采用主电动机直接驱动滚筒轴,整个变速过程完全由主电动机交流变频控制系统操作实现,具有提升和下放钻具、取心和处理事故等功能;主电机还可实现恒钻速或恒钻压自动送钻,主刹车采用主电动机能耗制动,辅助刹车采用液压盘式刹车。试验情况表明,在井架上段的起升和下放及正常钻井过程中绞车运行平稳,润滑充分,密封及连接可靠;主电动机连续调速、能耗制动减速及零速悬停功能良好,主电动机恒钻压(恒钻速)自动送钻速度和扭矩能满足钻井工艺要求;滚筒缠绳整齐有序;液压辅助刹车灵敏可靠。截止到2011年7月5日,JC-15D绞车已无故障累计运行700 h。

特殊结构起重机用PMSM转子和主梁的刚强度分析

提出了一种起重机用永磁同步电动机的特殊结构,研究卷筒电机一体化结构下,细长型永磁电机和起重机主梁的机械特性。利用ANSYS Workbench有限元软件对电机的转子(卷筒)及主轴进行刚强度分析,并研究不同壁厚及长度对卷筒刚强度的影响规律,在有限元分析的基础上,减小卷筒壁厚以减轻自重,以降低生产成本。并对其对应的主梁结构进行刚强度分析,计算最危险工况(小车满载位于跨中)时的应力位移分布,并提出可行的措施以解决应力集中问题,为后续主梁的结构优化提供帮助。

ZJ70D型石油钻机双滚筒绞车设计

为满足钻井工艺和运输要求,通常把绞车设计成多轴传动、分体运输,这样不仅使系统复杂,还增加了成本和安装工作量。为此,对绞车的传动方案、动力输入方式和绞车架结构做了开创性工作,重新设计了ZJ70D型双滚筒绞车。该绞车主要由底座、绞车架、滚筒轴、捞砂滚筒轴、传动轴驱动箱、盘式刹车、防碰天车装置、主刹车机构和自动送钻装置等组成,动力输入轴与传动轴之间换挡采用机械换挡,传动轴与滚筒之间的换挡采用气胎离合器换挡,拥有4个正挡、4个倒挡。运用有限元软件对滚筒轴进行了模拟分析和强度、刚度校核。分析与校核结果表明,绞车滚筒和机架设计合理,满足实际工作要求。

3000米石油钻机绞车计算分析

根据绞车的工况及传动原理对绞车各系统进行理论分析计算及校核,包括:绞车滚筒缠绳计算、大钩提升速度与提升负荷计算、各链条传动计算、井架起升及辅助驱动装置计算、带式刹车计算、轴承选型计算、中间轴校核计算、滚筒轴及高低速离合器校核计算、滚筒强度计算及绞车底座箱体校核。通过一系列计算校核,3000米石油钻机绞车满足用户及相关规范要求,并且具有结构简单、体积小、质量轻、效率高、适应能力强、移运性好、使用维护简单等特点。

客车导向轮制动鼓轴头断裂分析

刚换不久的客车左前导向轮制动鼓轴头在客车行驶中突然断裂而引起翻车事故。对断裂轴头进行了化学成分及硬度测定 ,并用金相显微镜及扫描电镜对断裂件的组织及断口进行了检验。结果表明 ,轴头化学成分不当以及较多的冶金缺陷是导致裂纹产生。

基于ANSYS Workench的带式输送机滚筒轴的优化设计

针对带式输送机滚筒轴在工作过程中受到交变的弯扭组合和应力作用,导致出现滚筒轴出现变形或者折断的问题,通过利用ANSYS Workench仿真分析软件,对滚筒轴的结构进行优化,在确保使用安全的前提下降低了滚筒轴的结构质量,提升了输送机运行效率和安全性。

轴类零件加工的鼓形误差预报与补偿

根据车削时的力学模型,建立了轴类零件加工中鼓形误差计算的数学模型。采用该模型可预报在给定的加工条件下被加工轴的最大鼓形误差以及数控加工中刀尖的补偿值。分析了所产生误差的原因并提出了减少鼓形误差的措施。最后,给出了计算实例。