大型礦用挖掘機提升減速器可靠性優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、作為露天礦產(chǎn)主要的采裝設(shè)備之一，大型礦用挖掘機因其斗容量大、開采效率高等特點得到了廣泛的應(yīng)用。然而，惡劣的工作環(huán)境和復(fù)雜的受載情況等因素嚴(yán)重制約著挖掘機可靠性和安全性的提升。提升減速器作為大型礦用挖掘機提升機構(gòu)的重要組成部分，其是挖掘動力的傳輸者和挖掘過程中載荷的主要承受者，它的可靠性及耐久性直接影響到工作過程中挖掘機的性能和安全性。因此，對大型礦用挖掘機提升減速器的可靠性研究具有非常重要的意義。工程中不確定性普遍存在于提升減速器全壽命

2、周期中的不同階段，貫穿于其設(shè)計、制造、使用等過程；此外提升減速器關(guān)鍵零部件往往擁有多種可能的失效模式，而當(dāng)前針對其可靠性建模的研究中并未考慮這些失效模式間的相關(guān)性，這將導(dǎo)致后續(xù)可靠性分析、優(yōu)化結(jié)果偏離實際，甚至得到錯誤的結(jié)論。因此，有必要對大型礦用挖掘機提升減速器開展不確定性量化和失效相關(guān)在內(nèi)的可靠性優(yōu)化設(shè)計工作，這也是保證其安全、可靠和有效運行的基礎(chǔ)。
　　本文以WK-55型大型礦用挖掘機提升減速器為研究對象，對其關(guān)鍵零部件進行

3、了可靠性優(yōu)化設(shè)計，本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）針對提升減速器中存在的諸多不確定性因素，從設(shè)計、制造、使用三環(huán)節(jié)對提升減速器中軸、齒輪以及箱體進行不確定性分析，并選用合適的方法量化各種不確定性因素。
　　（2）針對現(xiàn)有的提升減速器軸、齒輪可靠性研究工作中未考慮失效相關(guān)性問題，采用二元Copula函數(shù)描述失效相關(guān)性，進而建立軸失效相關(guān)時的聯(lián)合壽命分布模型。不僅如此，建立了相互嚙合的齒輪在考慮子系統(tǒng)失效相關(guān)下的聯(lián)合壽命分布

4、模型，緊接著建立了其考慮不確定性和失效相關(guān)下的可靠性優(yōu)化設(shè)計模型，得到了相應(yīng)設(shè)計參數(shù)的最優(yōu)取值，最后與原始方案進行了比較分析。
　?。?）為改善箱體的靜力學(xué)和動力學(xué)性能，避免求解復(fù)雜的動力學(xué)平衡方程，建立了箱體的參數(shù)化模型，在參數(shù)化模型的基礎(chǔ)上對箱體進行了相應(yīng)的仿真分析。通過分析仿真試驗數(shù)據(jù)得到箱體的固有頻率、體積、形變、應(yīng)力與設(shè)計變量間的徑向基代理模型，進一步建立了箱體的可靠性優(yōu)化設(shè)計模型并求解得到了最優(yōu)解，最后通過仿真分析驗證