GUI的钻机动力头齿轮动态优化设计.pdfVIP

第42卷第 10期 探矿工程(岩土钻掘工程) Vo1．42No．10 2015年 10月 ExplorationEngineering(Rock＆SoilDrillingandTunneling) Oct．2015：45—49 基于Matlab／GUI的钻机动力头齿轮动态优化设计 罗 华 (1．中煤科S-集团重庆研究院有限公司，重庆400039；2．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037) 摘要：煤矿用全液压钻机动力头主要采用液压驱动和齿轮传动相结合的方式，其中，齿轮传动的振动烈度直接影响 着动力头的输出能力 ，成为了设计中必须考虑的重要问题。以ZYWL一2600R型松软煤层螺旋钻机为研究对象，在 齿轮副的单 自由度扭转振动模型基础上，以啮合线上的振动加速度为优化 目标 ，建立 了动力头齿轮副的动态优化 设计模型，并借助Matlab优化工具箱和GUI工具开发了优化设计程序的图形界面，求解 了齿轮振动最小的宏观设 计参数，为钻机 “高速”动力头的动态优化设计提供了参考。结果表明，优化后齿轮副的时变啮合刚度显著提高，有 效改善了齿轮传动的振动特性。 关键词：钻机动力头；齿轮副；动态优化设计；Matlab；GUI 中图分类号：P634．3 文献标识码：A 文章编号：1672—7428(2015)10—0045—05 DynamicOptimizationDesignofthePower-headGearsUesdinDrillingRigBasedonMatlab／GUI／LUOHua (1． ChinaCoalTechnologyEngineeringGroupChongqingResearchInstitute，Chongqing400039，China；2．GasDisasterMoni— totingandEmergencyTechnologyNationalKeyLab，Chongqing400037，China) Abstract：Allhydraulicdrillpower—headusedincoalmineismainlycomposedofhydraulicmotorandgearbox，andthevi- brationintensityofgeartransmissiondirectlyaffectstheoutputcapabilityofpower—head．TakeZYWL一2600R softcoal seamspiraldrillastheresearchobject，onthebasisofsingledegreeofrfeedomtorsionvibrationmodelofgearpair，thevi— brationaccelerationofmeshinglineasoptimizationobjective，adynamicoptimizationdesignmodelofpower—headgearpair isestablishedandthegraphicalinterfaceoftheoptimizationprorgam isdevelopedwiththehelpofMatlaboptimizationtoolbox andGUItoolstofigureouttheminimum macroscopicdesignparametersofvibration，whichprovidesthereferencetodynamic optimizationdesignofhighspeeddrillpower—head．Theresultsshow thatthegearmeshstiffnessoftheoptimizedgearpairis significantlyincreasedaccompaniedwiththeeffectiveimprovementofvibrationcharacteristicsofgeartransmission． Keywords：drillpower—head；gearpair；dynamicoptimizationdesign；Matlab；GU1 0 引言