SGZ1000链轮振动响应分析.doc

SGZ1000/3×1000链轮振动响应分析 崔凯1 刘混举1 王海军2 乔金虎3 （1太原理工大学机械学院 山西 太原 030024） (2神华神东煤炭集团有限公司 陕西 神木 719315) (3山西忻州通用机械有限公司 山西 忻州 034000） 摘要：针对SGZ1000/3×1000链轮进行受力分析，然后加载载荷。采用模态分析法，直接时间积分等数值方法进行模拟性实验仿真。来解决链轮在高周期疲劳应力幅值中的链轮响应分析。从而为刮板输送机设计给予一定的参考和借鉴。 关键词：链轮；NX nastran；振动响应分析； SGZ1000 sprocket Vibration Analysis Cui Kai，Liu Hun-ju, Wang Hai-jun, Qiao Jin-hu （1 Taiyuan University of Technology，College of Mechanical Engineering，Taiyuan） （2 Shanxi Xinzhou General Machinery Co。，Ltd，Shanxi Taiyuan） （3 Shenhuan Shendong Coal Group Corporation Limited Shan’xi Shenmu） Abstract: SGZ1000 / 3 × 1000 sprocket mechanical analysis, and then load the measured load. Using modal analysis, numerical methods such as direct time integration simulation do experiment simulation. The sprocket in the high cycle fatigue stress amplitude of the sprocket response analysis is to solve. Scraper conveyor is designed to give some reference. Keywords: sprocket; NX nastran; vibration response analysis; 0引言 刮板输送机是综采工作面主要的机械化运煤和卸煤设备。因此驱动链轮对输送机的传动性能、生产效率和寿命有着至关重要的作用。链轮的齿形设计不合理，链轮与链环啮合不稳定或者产生较大冲击载荷，就会产生较大振动，噪声及加速磨损，造成脱链。根据疲劳破坏发生时的应力循环次数，将疲劳破坏分为高周疲劳和低周疲劳。其中，高周疲劳受应力幅控制中，循环应力脉动冲击较大，弹性变形可能变为破坏性变形。 1链轮有限元模型建立 1.1用UG软件进行实体建模。链轮几何参数如下：链轮齿数N,链环公称直径d，圆环链公称节距p，链轮轮轴直径R，取链环48×160 ，d= 48 p = 160；链轮齿数N=7， 1.2链轮有限元模型：网格划分，采用3D,CTERA(10).单元大小：41.9；中间节点法，混合方法，部件中的单元总数：13571；部件中的节点总数：24309。根据参考文献[1] 2载荷约束条件计算 已知刮板输送机运输量M为3000t/h；运行速度v为1.59m/s，链轮角速度φ=280o/sec 稳定运行工况下的方程，见参考文献[2] 在以上各式中F(x)为输送机静阻力表达式；k为阻尼系数；R1，R2分别为链轮半径和链轮的节圆半径；ω01，ω02链轮稳定运行角速度；φ01，φ02啮合初相角；v0为刮板输送机稳定运行速度。代入直接响应状态矩阵： Mdd d×d阶质量矩阵迭代后式子，Mdd1 表示迭代前1次质量矩阵， Mdd2 表示迭代前2次质量矩阵；Kdd d×d阶刚度矩阵迭代后式子，Kdd1 表示迭代前1次刚度矩阵， Kdd2 表示迭代前2次刚度矩阵；Bdd d×d阶阻尼矩阵迭代后式子，Bdd1 表示迭代前1次阻尼矩阵， Bdd2 表示迭代前2次阻尼矩阵；ω3表示3阶模态振型向量，ω4表示4阶模态振型向量，g常系数Mhh 当前计算的质量矩阵，Bhh 当前计算的阻尼矩阵， Bhh 当前计算的阻尼矩阵；p上次迭代的冲量；uh位移方程Ph需要求得的冲量， 下表1为实测功率图谱。 图1：功率图谱（单位104W） 3加载约束及载荷 3.1加载载荷：加载载荷为以分布函数形式进行加载，利用NX nastran中字段定义进行加载。见下表 表1：加载工作状况下载 名称 重力G 扭矩T 阻力矩T/ 力F1 力F2 力F3 力F4 均值 9.8m/s2 1.5×107Nm -8.23×106Nm 968300N 871