MG300X2/722-JDW采煤机械的载荷参数计算

wangdaiming

三 载荷参数的计算基l础
根掂采媒机槭藕荷昀系统化，j将辩载网的l 述 量载倚方程式作为数荷图参数内计算墙” ：式中m～ 一疲劳lf1I线参数；一、m 、mH、m=一分g4为发生在过渡过程、 完成破落、 装载和移动功能的相对载荷；f、t P、tH、t～ 一分别为相应找荷作用的捆对时间。计算相对载荷时，取由下式计算fB的电动机额定转矩作为基准载荷；。 ：9550 Il0
(2)式中N}{0”— — 电动机额定功率，KW ；n一一电动机转速，min因此． Ho = 1，而机器进行P、H、n功能和在1工况中的相对载荷分别为：M 。P M ，MOMM H
产M【 ；M 一— 1 一MH0M
(3)每个载荷水乎作厝的相对时间取决于机器进行该功能的时间与循环时间。按照基准载荷图的31~i-：制，循环时间为式中fI、f r 、f一分别为过渡过程、采蒋、装载和移动工况的工作时间机器完成本身功能的时间既取决于机器本身的参数，又与整个综台设各有关．例如完成采落功能的时间按下式计算：f ～．-
(5)式中L一工作面长度，II]，” ～ 采煤机的牵 I速度，m／sec。综上所述及考虑到现f 采煤机械中都是多功能联台作业的，我们推导出按各种采煤工作制工作的采煤机械设备的当量荷数系教计算公式如下t单向乐媒州-。K B =√ s 。r Lj+m’ 、H t P、fh r+m”H•
t ．
(6)双向采煤时mx 日=√ In 1t!+m P、H tp、H¨
(7)按着所提出的方法．计算采煤机械零件
的当量载荷可按下式确定：M onB ma m MHoM
(8)传动装置各元件的载荷图要根据采煤机械的载荷凰编制，按着保证将转矩传至每个工作机构上的那部份传动装置的传动系统图分割出来。转矩M“o 在属于工作机构的传动装置
各部份之间的分布，与其功率成正比例，或者大约与每个工作机构采落煤层的厚度成比
例。在设计阶段进行采煤机械元件计算时，选取相应于机器技术特征的平均指标值作为
原始根据。其比例系数Kj=式中H；一第i个工作机构采落的煤层厚变；H— — 煤层的平均厚度。以Kl0l和K1 O3型采煤机为例，将新t,~i／M pr,o2图5 1Kl01(1)．1Kl os(2)采堞托的戴荷比较圈的统一计算方法与现用的方法做一对比。按着现用的计算方法，两个型号采煤机
的变异系数实际上是一样的：K1 01为0。4．而K103为0。38， 因此，这两种采煤机的载稿
频谱形式实际上是相同的(圈4)根据建议的计算方法，我们对这两种采煤机在相同厚度的煤层中以双囱] 作时求得出其载荷图(图5)。由该载荷圈可 明显地看出，元仆的祝对载荷是不等的． 也就是K1 0l采煤机上自j载荷高于K103的，这取决于采煤机的构成．即决定于其结构。Kt。l采煤机的全部能量都是通过所讨论的元件传递的(传给两个螺旋蒗筒)，然而， K1 03采煤机中能量仅传递给一个螵艇滚筒。
四、采煤机传动装置的载荐参数计算
传动装置各元件的疲劳强度计算用的藏圈4 K101(1)、KlO3(2)采媒机的 荷， 取决于采煤机工作机拇的 构和工作制．载荷圈Jl醍驱动电动机机械特陛的额定与最大的参数：我们选取有下述内容的载荷周作为基准或菏陶． 也就是能反映出采煤机完成下述功能：采落煤P、装煤H、采煤机相对工作面穆动兀时，作用在驱动屯动机上的载荷及其作用时间f。在基准载荷图中同样也要考虑驱动电动机在过渡过程I时的载荷及其作用时问。在完成采落T 、装载Tn和机器移动T功能时传动装置中的载荷可按ocTl2，44，2 8— 840确定。电机动的最大转矩T 相当载荷的过渡过程工况T-。按着采煤机基准载荷图的传动装置元件计算用的当量载荷系数， 可按式(1)确定。在确定相对载荷时取用电动机(多台电动机)的额定转矩作为基准载荷，m“。 一1．采煤机完成P、H和Ⅱ功能和在过渡状态I时的相对载荷．可以按式(3)确定。每个载荷水平的相对作用时间取决于采煤机完成相应功能的时间与整个工作循环时间之比。
采煤机的整个工作循环时间按式(4)计算。设计计算用的过渡工况时间可以取为整个循环中的2秒过渡工况的相对时间为tI=r T／f=。采落功能的时闻可以按式(5)计算：rn=L／ 。采落功能的相对时间：fP= —装载功能的时间：L～ 0⋯7v t式中 ⋯ 一采煤机的最大牵引速度．f往：工f 槭的参数选择与截割力 f力计算译注)I2装载功能的棚对时间按下式计算f，H — f采煤机完成移动功能的时间：L“— a采煤机完成移动功能的相对时间：． 一一f采煤机以单向工作制工作时 传动装置各元件的载荷图是三级的，并且第二级是在采煤机向时完成所有功能的总联合．而第三级则是部份联合。采煤机以双向工作制工作时，是采煤机同时完成所有功能的总联合。采煤机的载荷囝是二级的。所有功能同时联台时，传动装置中的载荷将等于平均转矩T c r，该转矩可按OCT12，44、258—84确定。在设计计算时， 取鬯莉机的额定转矩Tno 作为基准载荷。几台电动机驱动采煤机驱动装置一根公用轴工作时，多电动机的实际额定转矩(9)式中TH0” 一第冶电动机的额定转矩，n一驱动一根公用轴的电动机台数。在单向工作制时，载荷图的第二级载荷可以按电动机的额定转矩确定． Tp、H，n=THoM．而第三级载荷TH、 =口．8TH0M。在双向工作制时，载荷圈的第二级载荷由电动机的额定转矩决定以单向工t#期工作时， 载荷图的第一，二，三j蠹=酣相对载荷分别为：m ％ 一，⋯ n
lll~I~．= 1 ：口．80TnΣ =一一MOHT以双向工作制时，载荷图的第一、二级的相对载荷分别为：T⋯ THOMm 莆 ；m⋯、n 1总循环时间与采煤机的工作制有关，可按下式确定： 单向工作制：fⅡ一 l+ P，H，Ⅱ+ 『H，口式中 ．一～亡；双向工作制f = l+ P，H～式中『P、⋯ =以单向工作制工作时，载荷图的第一．二 三级载荷的相对作用时伺分别为：；rI ．tP一一 ．tH一等以双向工作制工作时，载荷图的第一．二级载荷的相对作用时间分别：tl：{● Ⅱ ’Ⅱ I-t当量载荷系数，对于按单向工作制工作的采煤机， 可以按式(6)确定，而按双向工作翩工作的采煤机则按式(7)确定。采煤机各元件计算用的载荷图当量载荷按式(8)确定。
传动装置各元件的载荷周，要按着传动系统图将保证转矩传至每个工作机构上的那部份传动装置分割出来，根据采煤机的载荷闺编制。对于参于将转矩传递给全部工作机构的邪部份传动装置中各元件，其载荷困即是采煤机的载荷图。对于参子将转矩传递给一个工作机构的
那部份传动装置中各元件，其载荷图将按该工作机构沿工作面正向和反向采落的煤层厚
度来编制。在整个循环内作用在工作机构上的鞋荷TT、P K TH0 。在整个循环内的比例系数按下式确定K =： ； ：式中H。、H：一分别为采煤机在正向和反向行程中栗落的煤层厚度(工作机构直径)传动装置各元件载薇国第二、 ‘、三绒捅对载荷为112 m = K ，m m ． ： m ：= K ：11'i P H各不同水平的载荷相对作用刚间，根拼考虑采煤机工作机构工作制的载荷图确定。对于将转矩传递给一个工作机构的各传动元件，其第一、二、三级载荷的相剥作用
时间分别为：t一={：；t，； {； ；式中 f =T 2=号T P，将转矩传递给所有工作机构的传动装置各元件中的当量载荷系数，可以按着采煤机的载荷图确定。m1 3图7 K103采煤机传递给一个工作机构以转矩的传动装置元件的载荷圈将转矩传递给一个工作机构的传动装置
各元件中的当量载荷系数按下式确定：n1 一√I]1】 tl+(K【m ) ÷t P、H、+ (K 2mI 、H ) 士t ．H“传动装置各元件计算用的当量载荷：TaRB，i= m ⋯ TH。M UT i T P式中ut 一一电动机与待计算元件之间这部份传动装置的传动比；Tr一一减速器的效率。接着所讨论研究的方法曾计算确定出K103型采煤机的载荷图(图6)。原始计算数l据如下：平均采落煤层厚度HP，m 1来压疏区中煤的截割阻抗A ，KN／m240工作机构的氟澍宽度 ，I11 0．8螺 滚筒直径D Ill 0．71采 机的工作斜 双向采删机沿工作面工作时每个工作机 的采落煤层厚度，Ill
正向行程为H H，一Dt~=0．71反向行程为H H =0．2914截害习速度 ，牵引速度 ，截齿数
在 作机构上nⅡ 22『田时截割的n r lI最大截剖厚度h一⋯ CIII 3．2I-fl-机构的转速nu，u，in 98[作面长度L ITL I50lb动机型号 3KB 3— 5— 75—2电动机台数 2电动机工作方式同时驱动一根轴I 动机的额定功率N】{ ，kw 75电动机的转速II,~B，It1iⅡ I465J毡动机的最大转矩T ，Nm 1000Kloa型采煤机传动装置各元件载荷图参数的计算结果如下(图7)：
1．最大转短Tf= 2T = 2×1000= 2000Nm
2． 额定转矩rl 2×g550 =2×955o j一978Nm
3． 工作循环时间T i, ： I50：l00 min：8000sec 、H 一 一 l 0 “
4． 过渡过程时间r1=2 sec
5． 总的循环时间= 【+ P H 24-6000= 6002 $eC
6． 过渡趣程的相对时间tt一} = = oo。、 、
7．采落，‘装载功能的相对时间= =0．99。
8． 过渡工况的相对载荷Ⅲ价一 __ 一百
9． 采落 装载功能的相对载荷T¨'H 978．—T_ i一 而 l
10．采煤机沿工作面正向与反向行程剐传动装置部份向单独工作机构传递转矩的比例系数(在整个循环周期内)= 等 oK 2=鲁=等“ ．整个循环周期内，作用在工作机构上的载荷：
TT P= K TI，、I]= 0．7l X 978= 694．4 Nm
Tr P=K zT J，H—O．29x 97~ 294．4 Nm
12．传动装置各元件载荷图各级的相对载荷： ，m I= 2： m |= K i= O． 71； 2= K ，= 0．29l 3．m 和m 载荷的相对作用时间：t，= t 2一半一 -0． 998s14．传动装骂各元件(齿轮传动)中的当量载荷系数 ．m— — ⋯m aK B=√ mI ：【+m1 ti+m ：t接触疲劳强度：a一√ 2。X 0．0003+0．7l。X0．49985= O：．578弯曲疲劳强度：9— — ， — — ． ． — —aR B √ 2’×0．0003+0．71 X D．49985+ D．29’XO,49985= 9．8241 5． 当量载荷T9HD、K： 13l3KH，K T J_‘1 =O．578x978= 565 N 1 1T。 、 lK B 、H T】】u O•824 978= 806 N m
I6． 第i个传动装置元件的当量载荷
T~KB= 13l3 K 口T}JL tit，•-

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MG300X2/722-JDW采煤机械的载荷参数计算
一、机械设备载荷的计算任务
采煤机械设备承载过程，既决定着机械设备的授限破坏参数、速度，最终叉决定着机械设备的产率 因此， 在设计阶段， 为了保证采煤机械设备具有必要的可靠性指稣，正确地选择计算载荷， 正确地计算机械零件强度和寿命具有很重要的意义，这可以客观地评价所采用的设计方案与工艺措施的
必要性与合理性， 因为计算结果决定着下述指标： 装备功率，金属耗用量、成本等。所有这一切设计阶段同样也需要在能引起故障的不同极限状态范围内保证采煤机械设备零件具有必要的耐久性。因此，按照塑性积瞻性破坏、低周期和高周期疲劳破坏， 特别重要的是正确评价极限状态。但是，由于在使用载荷作用下(在一次过载、磨损等丧失工作能力)造成了采煤机械设备零件的机梭损伤，使故障各式各样，金属疲劳是主要极限状态之一，栗煤机械设备的可靠性与其有关系。这可以用具有随机特性的破坏物理过程来解释，因为故障是突发的和多值的，预测疲劳故障也是很宙难的。与此同时，其； 果也是十分明显的。由于疲劳强度条件被破坏，使采煤机械没备零件发生突发性故障，这是由实际的载苟工况及其疲劳损伤积累过程加速作用造成的。采煤机械设备的实际使用经验指出，计算结果与使用数据不一致的主要原因，是在8评价采煤机械设备零件耐久性及其与疲劳损伤积累过程之间的关系时，没有一个考虑实际载荷工况的计算方法。综上所述，便提出其中一个主要任务，
是编制载荷随时间的不同作用形式的系统化计算方法，载荷计算要考虑达到极限状态的物理过程，保证对采煤机械设备零件强度与寿命有可靠的评价。在设计阶段， 由于没有按要求的技术与结构参数求得采煤机械设备载荷图的计算方法， 因而造成了严重的错误 并且使零件的实际使糟期限与计算值之间产生很大的误差(超过I一6倍)。因而，需妻由纯粹经验的载荷评价方法转变成计算评价方法，该方法考虑了采煤工艺过程的特点(待设计机器设备的工作原理，和果落煤的物理过程)和机器本身的结构特点(机器组成)。这在设计阶段已能够保证工艺与结构统一，以及确定对机器零件的要求、工艺过程参数、零件制造质量和机器使用条件拟编载荷系统化计算方法，可以排除关于采煤机械设备载荷试验数据处理希良的影响及其围难， 同时提高了设计阶段确定计算载荷的置信度。这就需要拟塘出按载荷随时间变化规律建立起来的新计算方法，该方法既考虑采煤工艺(工作原理)和机器的结
构， 又考虑到由采落煤的物理过程决定的载荷实际变异系数、采煤过程的随机特性和工艺的不稳定性。
二、载荷的系统化
在现代机器制造业中，机器计算的主要方向是考虑时间因素的极限状态，全面分析机器零件承受的作用载荷和强度。因此，需要一个考虑采煤机械设备工作特点和引起其载荷循环特点的计算方法。运
用统计方法研究实际载荷变化规律， 可以寻找出这样的载荷系统化，不仅可菲地符台实际作用的载荷工况，而且还要考虑机器的工作特点，以及其载荷循环特点。采煤机械设备载荷系统化的任务，是编制综采设备中机器设备进行作业循环周期内的计算载荷图。在综采设备一个工作循环期间。采煤机械可以完成几次起动与停机。连续工作与间断期间的长短时问是随机量。机器设计要根据保证机器完成一定的工艺过程，也就是以机器用途的要求应当保证完成的必要功能进行设计。机器应当完成的设计规定的功能，决定着机器元件以致整个机器所必需的结构方案，同样地，机器又决定着机器工作状况的构成，及其元件的转移规律。在这种情况下，机器结构及其工况是互相影响的。同样还应当考虑对回一种功能可以设计出各种不同的机器及其机器元件幕实现。如运用B、M索洛德和r、M索洛德两人提出的采煤工艺过程机械化和工作翩结构形式，可以十分准确可靠地确定出矿山机械的
戴萄图，在设计阶段进行强度计算与耐久性计算和确定可靠性指标。机器的结构可以十分精确单值地确定出载荷工况的数量。例如，没有装载机构，就要去掉装载工况， 而在一个元件<螺旋滚筒)中有采落与装载的联合功能，就造成一个截割与装载的联合工况。采煤机械的工作
制决定着其中每个工况的作用时间。因此． 速度由生产率决定，对于不变的生产率按待设计机器功能用途 结构与]：作制可以编制出其载荷图。分析指出，该用途的所有回采机械在各种不同的使用条件中，都具有同样的工作制，该工作制决定于该机器在采煤工艺过程的地位。与此同时，每种机器在任何一种采煤工艺过程的机械化系统中与每个元件在相应的机器中一样，完成一定的由用途决定的功能根据这个原理， 给定的功能决定着机器的必需结构方案和工作制，同时该工作制是机器中原有功能的实施，下面以单向流水作业方式工作的采煤机为例研究载荷图的编制。对于单向作业的采煤机，当沿工作面采爆行程，阿时具有采落(P)、装载(H)、和移动(II)功能，而反向行程时， 具有装
载(H)和移动(II)功能。如图l所示的载荷图，是最完整的，因为FCt)图2 采煤机械的基准裁荷图
工况图9  j 中考虑到了机器的工作制与结构，有连续’量P(t)、脉动分量n (t)和过渡丁况(I)。在使用过程中，虽然载荷匿只是发生形状变亿，也会 f起批量生产的采煤机寿命离敞，编制载荷图的基础仍然不变， 电就是该找荷取决于机器完成自身功能和工话制。由采煤机械完成的所有主要功能的载荷
用(如图2 )作为基础。根据这个原理，甚至对于各种不同工艺工作制都可以保证采用通用的采煤机械计算方法。例如，单向作业的采煤机械沿工作面正向行程时，所有功能联台作业． 呼采落、装载和移动同时进行，而反向行程时，只有装载与移动联台作业。考虑到这些作业有不毫习3 与工作制有关昀采煤札载荷圈一单舡作制 b-双向工作话 d一具有外牵引系统的卅的刚}可，采煤机的载荷图有如图3所示的_L种形式。采煤机械双向作业时，沿工作面：反向行程所有的作业均联台进行(图3 B)。机器的结构反映在载荷图上。正如外牵 f采煤机就没有牵引载荷(图 B)，不同水平的载荷作用的相对时间，要根采煤机械的基准载荷囱与工作制决定。
笔者：王代明

a31221

谢谢楼主了 正需要呢

zzp2008

该方面内容很好，但有乱码