链轮齿厚对矿用刮板输送机链传动系统的固有频率影响分析
Influence Analysis of Sprocket Tooth Thickness Effect on Natural Frequency of Mining Scraper Conveyor Chain Drive System
- 机械传动 2022年46卷第11期 页码：115-121
- 作者机构：
1.国家能源集团神东煤炭集团公司， 陕西 榆林 719315
- 作者简介：
王存飞（1975— ），男，内蒙古乌审旗人，工学学士，高级工程师；研究方向为采矿设备研究和管理。
- 基金信息：科技部重点研发项目(SQ2019YFB130076)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.11.018
中图分类号：
扫 描 看 全 文
王存飞.链轮齿厚对矿用刮板输送机链传动系统的固有频率影响分析[J].机械传动,2022,46(11):115-121.
Wang Cunfei.Influence Analysis of Sprocket Tooth Thickness Effect on Natural Frequency of Mining Scraper Conveyor Chain Drive System[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(11):115-121.
王存飞.链轮齿厚对矿用刮板输送机链传动系统的固有频率影响分析[J].机械传动,2022,46(11):115-121. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.11.018.
Wang Cunfei.Influence Analysis of Sprocket Tooth Thickness Effect on Natural Frequency of Mining Scraper Conveyor Chain Drive System[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(11):115-121. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.11.018.
摘要
为了改善矿用刮板输送机作业过程中链轮因振动而产生的磨损问题，运用Ansys有限元软件对不同齿厚的链轮分别进行模态分析，获得了链轮固有频率与齿厚的关系曲线和最大变形与齿厚的关系曲线。研究结果表明，对于48 mm×152 mm的中双链链轮，综合分析链轮的使用工况和配套的刮板尺寸，选用齿厚87 mm的设计参数，使得链轮有较高的固有频率，同时对应最大变形也较小，可保证圆环链和链轮的传动性能。对分析结果中的特殊点进行分析，找出了链轮振型应避免的特殊情况。当无法改变链轮外部的激励时，应避免使用齿厚97 mm的参数，防止轮齿部位的变形过大。分析结果为矿用刮板输送机链传动系统的设计优化与生产制造提供了理论依据。
Abstract
In order to improve the wear problem of sprockets caused by vibration in the process of mining scraper conveyor operation, the Ansys finite element software is used to analyze the sprocket with different tooth thicknesses respectively. Through the comprehensive analysis of the results, the relationship curve between the sprocket natural frequency and tooth thickness, and the relationship curve between the maximum deformation and tooth thickness are obtained. The results show that for 48 mm×152 mm medium double chain sprockets, the service condition of the sprocket and the size of the supporting scraper should be comprehensively analyzed, and the design parameter with the tooth thickness of 87 mm should be selected, so that the sprocket could have higher natural frequency and smaller corresponding maximum deformation, which can ensure the transmission performance of the ring chain and sprockets. The special points in the analysis results are analyzed to identify special cases that should be avoided for the sprocket mode. When the excitation outside the sprocket cannot be changed, the tooth thickness parameter of 97 mm shall be avoided to prevent excessive deformation of the tooth. The analysis results provide a theoretical basis for the design optimization and manufacturing of the chain drive system of the scraper conveyor used in mining.
关键词
矿用刮板输送机链轮模态分析固有频率
Keywords
Mining scraper conveyorSprocketModal analysisNatural frequency
references
张行.重型刮板输送机链传动系统监测及诊断方法研究［D］.徐州：中国矿业大学，2019：30-33.
ZHANG Xing.Research on monitoring and diagnostic methods of chain drive system of heavy-duty scraper conveyor［D］.Xuzhou：China University of Mining and Technology，2019：30-33.
李小玉.刮板输送机传动冲击形成机理研究［D］.徐州：中国矿业大学，2021：2-3.
LI Xiaoyu.Research on the formation mechanism of transmission impact of scraper conveyor［D］.Xuzhou：China University of Mining and Technology，2021：2-3.
高树勋，张秀国.基于有限元分析的刮板输送机链轮机械模态研究［J］.煤炭技术，2013，32（12）：17-19.
GAO Shuxun，ZHANG Xiuguo.Study on mechanical mode of sprocket pulley based on finite element analysis［J］.Coal Technology，2013，32（12）：17-19.
于鹏飞，曾庆良，胡延清.基于ANSYS的刮板运输机链传动系统模态分析［J］.机械传动，2018，42（2）：110-113.
YU Pengfei，ZENG Qingliang，HU Yanqing.Modal analysis of chain drive system of scraper transport machine based on ANSYS［J］.Journal of Mechanical Transmission，2018，42（2）：110-113.
冯涛.刮板输送机链传动动力学研究分析［J］.机械管理开发，2019，34（4）：71-72.
FENG Tao.Research and analysis on the dynamics of chain transmission of scraper conveyor［J］.Mechanical Management Development，2019，34（4）：71-72.
闵希春，杨广衍，周丽，等.刮板输送机链轮的有限元模态分析［J］.煤矿机械，2010，31（11）：86-88.
MIN Xichun，YANG Guangyan，ZHOU Li，et al.Finite element modal analysis of sprocket of scraper conveyor［J］.Coal Mining Machinery，2010，31（11）：86-88.
赵润发，黄娜，李琦，等.基于ANSYS普通圆柱蜗杆的模态分析［J］.内燃机与配件，2022（5）：58-60.
ZHAO Runfa，HUANG Na，LI Qi，et al.Modal analysis based on ANSYS ordinary cylindrical worm［J］.Internal Combustion Engine & Part，2022（5）：58-60.
刘道奇，刘龙，董慧锋，等.自走式植保车折腰转向底盘结构设计与仿真分析［J］.江苏农业科学，2021，49（2）：150-157.
LIU Daoqi，LIU Long，DONG Huifeng，et al.Structural design and simulation analysis of bending waist steering chassis of self-propelled plant protection vehicle［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2021，49（2）：150-157.
吕建国，康士廷.ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册［M］.北京：人民邮电出版社：2013：5-9.
LÜ Jianguo，KANG Shiting.ANSYS Workbench 14 finite element analysis self-study manual［M］.Beijing：People's Post and Telecommunications Press：2013：5-9.
韩清凯，翟敬宇，张昊.机械动力学与振动基础及其数字仿真方法［M］.武汉：武汉理工大学出版社，2016：54-74.
HAN Qingkai，ZHAI Jingyu，ZHANG Hao.Fundamentals of mechanical dynamics and vibration and its digital simulation method［M］.Wuhan ：Wuhan University of Technology Press，2016：54-74.
FERRAZ F G，CHERMAN A L，DE ABREU D S，et al.Experimental modal analysis on automotive development［C］//SAE Brasil 2003 Congress and Exhibit，2003-01-3610.
于一冰.纯电动公交车底盘的动力学仿真［D］.唐山：华北理工大学，2016：7-9.
YU Yibing.Dynamic simulation of pure electric bus chassis［D］.Tangshan：North China University of Science and Technology，2016：7-9.
中国煤炭工业协会.矿用圆环链驱动链轮：GB/T 24503—2009［S］.北京：中国标准出版社，2009：2-3.
China National Coal Association.Toroidal chain drive sprocket for mining：GB/T 24503—2009［S］.Beijing：Standards Press of China，2009：2-3.
DEULGAONKAR V R.Analysis of vibration characteristics of transport utility vehicle by finite element method［J］.International Journal of Vehicle Structures and Systems，2019，11（1）：64-68.
徐中明，余烽，张志飞，等.小型机动平台车体动态特性分析与减振优化［J］.机械设计，2011，28（3）：84-87.
XU Zhongming，YU Feng，ZHANG Zhifei，et al.Dynamic characteristics analysis and vibration reduction optimization of small motor platform［J］.Journal of Mechanical Design，2011，28（3）：84-87.
翟之平，周雷，杨忠义，等.秸秆抛送装置抛送叶轮的振动特性分析［J］.农业工程学报，2015，31（4）：17-25.
ZHAI Zhiping，ZHOU Lei，YANG Zhongyi，et al.Vibration characteristic analysis of throwing impeller of straw throwing device［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2015，31（4）：17-25.
0
浏览量
4
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies