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圆环链与驱动链轮磨损试验研究

张宽  
【摘要】:圆环链与驱动链轮的啮合传动是矿用刮板输送机输运机构的核心,对刮板输送机的运行效率、使用寿命有重要影响。在刮板输送机走向重型化的趋势下,驱动链轮因过度磨损导致失效已成为刮板输送机的主要故障之一,因此借助试验手段对圆环链与驱动链轮啮合接触与磨损机理进行研究,对减缓链轮磨损、提高刮板输送机运行效率和使用寿命有重要意义。首先,对圆环链与驱动链轮的啮合接触过程与磨损机理进行了分析,并使用有限元分析软件ANSYS Workbench进行了圆环链与驱动链轮的静态接触分析,得出了圆环链与驱动链轮啮合接触时的瞬态变形和应力分布情况。然后,在对矿用刮板输送机及圆环链与驱动链轮啮合接触过程有了充分认识的基础上,对圆环链与驱动链轮磨损试验台进行了功能需求分析和总体方案设计,并在此基础上完成了试验台的设计计算、设备选型和结构设计。借助现代设计方法中的虚拟样机技术,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对试验台中的重要受力件进行了结构静力学分析,保证了试验台结构强度和运行可靠性,使用动力学仿真分析软件ADAMS对试验台链传动系统进行了动力学仿真分析,经检验链传动系统的设计和动作参数符合设计要求,为试验台设计提供了参考和依据。使用三维设计软件UG依据实际设计尺寸创建了试验台的三维模型,并在此基础上,完成外协件工程图纸。其次,在完成所需设备和标准件的采购及外协件的加工制作后,按照总装配图进行试验台的安装,对试验台进行了空载和加载试验,并对试验结果进行了分析,试验结果表明该试验台运行状况良好,达到了预期的设计要求,可以满足后续试验的需要。最后,使用自主设计搭建的圆环链与驱动链轮磨损试验台进行了不同材质的驱动链轮磨损试验,通过对不同材质的驱动链轮磨损前后链窝各点表面形貌的对比分析,发现在圆环链与驱动链轮的啮合接触过程中存在疲劳磨损、磨粒磨损等多种磨损形式,对此提出了选用具有更高疲劳寿命和硬度的材料,采用锻造工艺减少材料内部缺陷增强其耐磨性、借助数控等精密加工方法提高链窝表面粗糙度水平等措施来增强链轮链窝的耐磨性,提高其使用寿命。


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