考慮失效相關(guān)的采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)動態(tài)可靠性研究.pdf

1、采煤機是實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一，在煤炭生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。為了縮小與國外先進技術(shù)水平的差距，實現(xiàn)完全的采煤機國產(chǎn)化，達到高可靠性、高產(chǎn)、高效的發(fā)展需要，近年來國內(nèi)對采煤機的研究投入了大量精力。采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)是采煤機最重要的組成部分之一，通過齒輪齒輪將驅(qū)動系統(tǒng)的功率傳遞至滾筒完成截煤功能。在實際采煤過程中，由于煤巖構(gòu)造復(fù)雜，截割參數(shù)多樣，使得截割部承受的負載變化劇烈，再加上采煤機一般處于地下作業(yè)，維修困難，這對采

2、煤機搖臂齒輪系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。
　　為了準(zhǔn)確預(yù)測采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)的可靠性，給采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)可靠性設(shè)計提供理論依據(jù)，本文以采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)為研究對象，將剩余強度理論與應(yīng)力-強度理論相結(jié)合，以JC驗算點法為計算方法，對采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)中齒輪在多種失效模式下的可靠性進行理論研究，并以失效相關(guān)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合copula函數(shù)獲得了系統(tǒng)更為準(zhǔn)確的動態(tài)可靠性衰減特性。主要研究工作如下：
　?、籴槍ΜF(xiàn)有剩余強度理論需

3、經(jīng)過大量實驗確定未知參數(shù)，不適用于大型、長壽命采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)的問題，以非線性損傷理論為基礎(chǔ)，根據(jù)疲勞損傷與強度之間的關(guān)系建立了只有一個未知參數(shù)且未知參數(shù)為材料常數(shù)的剩余強度模型—非線性損傷剩余強度模型?？紤]所受載荷多樣的特點，建立了恒幅載荷加載、二級載荷加載兩種情況下的剩余強度模型，分析了兩種不同材料在加載下的剩余強度變化規(guī)律，驗證了所建材料剩余強度模型的正確性。
　　②利用雨流計數(shù)法對隨機載荷進行統(tǒng)計分析，結(jié)合所建材料剩余強

4、度模型，以應(yīng)力-強度理論為基礎(chǔ)，建立了采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)齒輪動態(tài)可靠度功能函數(shù)，利用JC驗算點法求解了采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)齒輪齒面接觸疲勞及齒根彎曲疲勞動態(tài)可靠度。
　?、刍谒蟮玫牟擅簷C搖臂齒輪系統(tǒng)齒輪接觸疲勞可靠度及齒根彎曲疲勞可靠度，結(jié)合 copula相關(guān)理論，得到了采煤機搖臂齒輪系統(tǒng)齒輪在多種失效模式下的動態(tài)可靠度。對比分析了在失效模式相關(guān)時齒輪動態(tài)可靠度、失效模式完全獨立時齒輪動態(tài)可靠度、最薄弱環(huán)節(jié)齒輪動態(tài)可靠度的大小。