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支架搬运车扭矩轴过载保护及疲劳寿命分析.PDF
第23 卷第5 期 湖 北 工 业 大 学 学 报 2008 年10 月 Vol.23 No.5 Journal ofHubeiUniversity ofTechnology Oct.2008 [] 1003-4684(2008)05-0044-04 支架搬运车扭矩轴过载保护及疲劳寿命分析 林水秋 (福建龙岩学院物理与机电工程学院, 福建龙岩 364012) [ ] 通过有限元对矿用支架搬运车扭矩轴的极限载荷、过载断裂失效过程及疲劳寿命进行了分析和研 究, 为扭矩轴的设计和安全评定提供依据, 最大限度地发挥其过载保护及传递扭矩的作用. [] 支架;扭矩;疲劳 [] TB472 [] :A n c 支架搬运车是煤矿进行液压支架搬家的高效搬 . 运工具,大大缩减工作面的搬迁时间.在支架搬运车 2 g 电机的空心轴内大都采用扭矩轴的传动方式, 它除 r 起到在电机与机械传动系统之间传递功率的作用 2.1 库 o 外,扭矩轴还在传动系统中具有保护系统功能的重 选用50CrVA 弹簧钢作为扭矩轴的材料, 既有 要作用,它可以在特定情况下,在很短的时间内, 在 例 . 较高的抗疲劳、抗冲击性能, 又有一定的芯部硬度. 案 设定区域发生断裂,从而实现对整个传动系统的 材料定义中弹簧钢的屈服强度为fy =1130 MPa, E o A e 护.本文通过有限元分析得到扭矩轴的极限载荷、失 泊松比取0.29,弹性模量Es =2.17×105MPa. C m 效过程及疲劳寿命,为扭矩轴的设计和安全评定提 钢的本构关系的选取最常见的是二折线和四折 [1] 模 供依据,最大限度地发挥其过载保护的作用 . a 凯 c线本构关系,现采用二折线本构关系.选用 Solid45 1 O . 单元划分网格,该单元是模拟实体结构的三维单元, E 由8 个节点组成, 每个节点有3 个位移自由度, 单元 M w 有塑性、蠕变、膨胀性、应力刚化、大变形和大应力性 A 扭矩轴穿过空心电机,结构如图1所示, 两端带 C w 能.使用Solid45 单元建立扭矩轴模型, 可以比较容 有外花键,一端开有断裂凹槽(见局部放大图).工作 易控制网格得到均匀的六面体单元. w 时,
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