采煤机械的寿命.pdf

， 学 彳 i 9 9 3 年第 2期 煤矿机械 i ‘ 7 弓 乙 J ， 6 采煤机械的寿命 续 和 ／ 苏]I O． Ⅱ． 克拉斯尼科夫等 3 机械零件的使用寿命 使用 寿命是批 量生产采煤机械的使用特 征 ，取决于其使用载荷的实 际工 况。使 用寿 命可 以按下式确定 P a [ ] lr v m-I m m [ P。 ] 式 中 口 m 考虑 载荷 实际工况的 当 量应 力 相 同机械零件集 合的当量应力数值有差 别 ，是 由因工 况随机波动产生 的使 用因素易 变性造成的。这是由于截煤阻抗、功率与速 度变化 引起 的。 批量生产采煤机械零件的这种集合的载 荷 当量载荷易变性，在统计学方面可以 用正态分布规律 描述 。根 据载荷研 究结果 ， 当量载荷的离散性可 以按着采煤机械载荷的 数据进 行评估。 使用寿命的分布可以用正态分布规律表 征 f P O p a - | 6 X P 『 一 些 1 2 P 的分布参数是P a和 口一而P a 是 由 盯]和 啪 ． n o 决定 ， P a 则 是 由 [ T和 口m ． a 的离散性决定 。 口一 可 以由下式确 定 盯 a x 日．8 柚IB ． Ⅱ p 1 P d a 2 0 式 中 a 当量使 用应 力的变异 系数 该关系 曲线如 图2 所示 。 因而 ，批量生产采煤机械使用寿命的分 ， 以 D ． 评 帕 D 囤2被使 用的批 量 生产 采煤机 械 零件 的 当量应 力 分布 曲线 目 a 一般 分形式 6 对 盏坐标 布状况取决于钳造 因素与使用因素 易变性的 总和影响。 当 以对数形式表示寿命 的正态 分布 时 ， 其分布 函数可 以按下式表示 一． 一 ， ， l g,P ap P o ． 4 3 4 m √ { a ] ． 式 中 l g 广相应 于P1 一 朱 效概 率的 使用寿命 P一平均寿命 相应 于 P 失 效概 率的 正 态分布的分位点、 m疲劳强度曲线的指数一 下面讨论确定舆型零件的使用寿命。 3 ． 1齿 轮 应当指出，计算使用寿命用 的疲劳极I驳 采用计算制造寿命的 [ 口] 估计是 十分精 维普资讯 煤矿机械 1 9 9 3 年笫 2捌 确的 。 轮 齿接 触疲劳强度计算 时 ，保 征9 q ％无 失效概率的当荤使用应力可以按下式确定 - E日 ． e HT 、 a 砌． Ⅱ P H 1舢j d a 21 口m H 和 的数值 按前述的方法确 定 。 轮齿接触疲劳强度的使用寿 命，按下式 计‘ 算 P。 H [盯 f H 盯 _ 自 H 。 [ P 0 ] H 2 2 或者 l g Pa 【 a - l g H P x O． 4 3 4 √ 。 。 ， t 2 3 必须指出t在式 2 2 中计算 [ ] 和 a E B ． a H y 时 ， 值应当 取为相 同的数值 ， 即决 定于使用寿命所要求的概率值 运 用式 2 3 估 计使用 寿命比较方便 ，因为可 以报 容易建立起寿命的分布 函数。 按着接触疲劳强度判据预测齿轮传动的 工作可靠性时，可以运用根据疲劳强度条件 推得 的关系式 P 1 - - z g P _ 上 式 中“ H[ 口] H 口a- ‰ IⅡ 强度 安全 系 数 却值求出之后 便可按致裘确定失效概 率P 的数值， 再按谈数值计算出在要求的 时间 区间 内齿轮传动 无抽 障工 作l豹 概率 1 一P 出_蜿 ％概 率的 弯曲 当量 使用 应力 ， 可 按下武计算 B ． ， F Y牟 。 | 丑 ． h ” 1 口 2 4 按弯曲疲劳强度的使用寿命，可 以由下 式确定 I g P9 1 _Y l g P0． 4 3 4 。 √ { f ] 按 弯曲疲劳 强度判据的齿轮传动在使刚 过程 中可能 的无故障 工作概 事 ，可按下式确 定 P 卜 。 峙 式 中n F [口] F ． P P 强度 安 全 系 数 根据所推导 出的关系式 ，便可确定 出失 效概率P，再按 1 一P式 即可 得出无故障 工作的概 率 。 3 ． 2轴 轴 以 ％概率 出现 的弯 曲与扭转当量使 用应 力分别按下式计算 椰 ． a Y a R B ． n P 1 P a bK 日 ． a Y “g a K - 【 r P 1” P y T a 轴的弯曲与扭转疲劳使用寿命 ．可按 F 式确定 Pa [d] T ．。 。 P o 3 2 6 Pa [ f ] T r 。 [ P o ] 2 7 或者 l g P， c l l g P。 PO． 4 3 4 9 。 ～ i l g Pl _ Y． 1 g o P 0 ． 4 3 4 9 T ] 。 吃 还要指 出 ，当载荷倒巾存在着循环 作用 的峰值载荷时 ，其载荷水平会 显著地 超过 载 荷的基本水平，所以，平均寿命值应当按下 式确定 一 娌 F ] P 【 Y 非 Y ] [ 一 一 者 或 维普资讯 l g 3 年搪2 埘 煤矿机械 ‘ ． 代 『 } _ 刈 盼伤 累 ⋯ 概率 l 5 现 的轴承当 使用裁椅 计 算轴 的使J } J寄命时 ， 当将P n哥 1 l 呵以 ] 式确 定 值 用于式 2 6 、 2 7 中。 目 a ． v 口 a ”． 1 “ ， 弯曲与扰转同时作用的轴 其使用寿命 以。 O ％无失效概率的轴I承使用寿命为 要按 下述公式 计算 球轴承 1 1 一 1 P _P 滚 柱轴承 “ { [ 1 一 1 F P ～ o 三 ’ t ] z 使用寿命的分l市函数 一 球轴 承 xS l g P 十 [卜 l g Pa f l Y i g 4 - f 0． 4 3 4 ．， 一 、 1 D 1 _ L z x 3 - - 1 P a Pt ] s 1 g P r } 滚桂轴承 ． 式 l 1 1 m 疲劳 { } I I 线的幂指数 ，m 9 S l g P 、S I g P 均 方 根 l蝙 磬 ， 按 下式 确 定 I sl g P。O． 4 3 49 T 刚 g Po． 4 3 4x 9 ] T a 、 I 1 轴 同时承受正应力 与 l刃成 力 t 作用时 ， 其在使用过程 的无故 障7 C ． fl 概 率预 测．可 以按 下式 确定 ] [ _ ] r 二 ． 分别为轴的弯 曲与扭 转安 系数 b j T T 轴选定断面的变异系 数 根据 由式 2 8 求 l j 的数 据 ，便 可 确 定峭失效概率P。然后求得出无故障工 作概 必须精j I j ．平坶々命苛按衙述的 ‘ 错造 寿命章节巾关系式确定 3 ． 4 计算示侧 H 1 O 3 型果蝶机第卜2 级齿轮 传动的使用 寿命i | 算 1 按磨 损判据 的 采煤 机械 零件的 使用寿 命 ，可 以按 下式 确定 I Pa U P A 3 O 式 中u 该 类型 零件 的许 用磨 损极 限，即零件的 寿命耗 尽并开 始 发生故障 维普资讯 i 9 年第2 期 煤 矿 机 械 6 是 以规 定 概率并 与 零件表 下式确 定 面性能 和使用 水平有关 的数 值 m。 表征磨损动 态的 幂指 数 零 件的许用磨损极 限 ，可 以根据 下述条 件确定-人员工作安全性、强度下降、不允 许的变形 或者不允许的机器生产率下降等 。 在 许多情 况下 ，磨损的极限值可 以根据 下述条件确定t轮齿沿强化层厚度方向磨损 过大时会 使其磨损 张度 急刷 增加}由于轴 承 磨损和轴歪斜造成齿轮传动表面载荷过分集 中， 由于零件 尺寸 改变 使其强度有不允许的 的下降}因配合零件间的间隙增大B I 起动载 荷 急剧增加 。 根据按磨损判据的零件 寿命 计算 研究 ， 以及类似的资料 ，可以指出如下机械零件的 磨损 极限t 球轴 承 ，与其 结构 、尺 寸有关 ， U 0 ． 0 5 ～0 ． 3 2 m I 轴 向间隙 U P 0 ． 1 8 ～0 ． 6 m mI 滚柱轴承，U P 0 ． O 8 ～0 ． 2 6 mm， 圆柱 齿轮传动 ， U r O． 2 5 ～0 ． 5 y n p ， 式 中 y n 广轮齿强化层深度 ，m m 圆锥齿轮 ，U P 0 ． O 5 ～O ． 2 8 m m 齿轮传动的节 圆磨损 ，低速传 动3 0 ， 高速传动3 ～1 0 ， 轴一 轴套配台 ，间隙 增加 为标 准值 的2 ～ 4 倍。 采煤机械的工作能力，在许多情况下与 单个零件的磨损量没有关 系 ，而 取决于传动 装置的整体 ，目 口 由 配合的综 台值决定。刨煤 机驱动装置 极限状态的判据 ，按着PS I I 2 ． 4 4 0 5 2 8 3 是由轮齿磨损导致总侧 隙转 角 超过 1 o。。 是无量纲 强度 ， 该值 用经验方法确 定 ，并用变 异系 数 A n 0 ． 1 ～ 0 ． 4 和正态分 布规律表征。在许多情况下，A H可以 根据 半经验公式 确定。例 如 ，无润滑和无磨料的 滑动摩擦 时零件的线性磨损的 H 值可 以按 AH KH h R- 。P． 。 。 式 中KH 系数 ， 取决于零 件表 面单位不 平度高度的几何 形状 与分 布 ， 五H 0． 1 5～ 0． 21 ‘。 表 面粗糙 度侵 入光滑表 面的 深度对不 平度的 平均半径 之 比 ， ≤ 1 0 ～ 1 0 P。 P； 。 接 触正 压力 对实 际压 力 之 比 1 0 ～ 1 0 ， 表征材料在循 环作 用时 抗破 坏 的能 力 ，取 为1 0 ～1 O I 1 最值得关心的 ，是在油 中含有磨料颗粒 时不 同类 型闭式齿轮传 动的AH 关系式。 该 关系式可 表为下述形式 A H 5 7 6 8 G Ⅱ p _2 o H ‘ 日 。 6 2 五 式 中 e 油中唐料颗 粒的平均半径， mm n p ． 磨料颗粒的公 称应 力 ， M Pa 日 、 日 分 别为小齿轮 和大 齿 轮 工作表面的材料硬度 布氏 ， MP ． 6， ． 小齿轮 大齿轮 材 料 拉断延 伸率 ， S --材 料的疲劳 系数 ． 反映传动的运动与几何参数 的系数 ，这些 系数 对于 龆 轮与齿轮有决定性意义的参 数 g t 数、 啮台 角、转速等 幂指数 H是 一个有 决定性的数值 ，根 据其磨损动力学研究推荐取下述数值t滚动 轴承在径向磨损时 H I ． 5 l 机壳配合孔磨 损 时 mH 1 I 齿 轮传动 H1 ． 5 I花键 m “ I-I 口 维普资讯 秘 迥 币 腮， 镭厂历 l凛 矿 机 械 i 9 9 3 年第2 轴 一 ／ o 轴流风机 噪声源和消声器 兜 L 业 学 院嫩鑫 ‘ - _● ‘。 一 黑龙汪省煤靛工业学校刘桂贤 呛尔债煤 矿抒娥研究所王淑坤 ／ 摘要 本 文对轴流风机 的噪声 源进行 7分析， 井对 消声 器的理论进行 7探讨 在此 基础上研制 出的FXZ - 1 消声 器， 应用于J B T6 2 2 2 8 k W 矿 用 轴 流 式风机 上。成 功地将 风机噪声] l l 5 d B A 降 E g o d B A 以下 ，并在 消声 器的 防潮、防尘 右面取得 了良好效果，使消声器使用寿命有效地延长。 1 【 言 通 风噪声是在工矿企业l鞠城市环境污 染 的重要污染源，它不但影响人们的工作和体 息 ．而且 高噪声环境还 严重危害人体健康。 j B T系 列轴流式风机是矿井下 广泛使 用的局 部 通风设备 ， 该系列局 部通风 机的噪 声很 高 ，尤其 是该系列 中功 率 最大 的 J B T6 2 2 型局 部通风机 ，工作时其 A声级 高达1 1 5 d B A ，比 Ⅸ 工矿企业噪声 卫生标 准 中规 定的标准值高出2 5 d B A之多。 这样高 噪声 的矿井环 境 ，不仅 危害矿工 的健康 ，更 严重的是高强度的 噪声常常掩蔽 矿井下的 警 报信号 ． 致造成严重的人身伤亡事故。为 r改善矿井 下的工 作环境 ，对 轴流风机的噪 声进行 控制研 究具有重要意义。本文在刑 轴 流风机噪声源进 行理论 和实验 研究 的基 础 上 ，研制 了一种适台 于该 系列 局部通 风机的 FXZ 一 1 I l l 性消声器 ， 使J B T6 2 2型 风 机的 噪声从l l S d B A 降到 了9 0 d B A 以下 这 种消声 器克 服 了其它 同类型消声器的缺点 ， 具有防潮、防尘 ，使用寿命长 ，安装使用方 便等特点，特别适宜于在矿井恶劣的环境条 件下使用 。 经 过矿 井下的工业试 验 ， 并 通过 东 北 内蒙 古煤炭工 业 联 合 公 司 的技术鉴 定 、证明 FXZ - 1消声器 是降低 lT系列局部通 还应 当指 出，在许 多情况 下耍 按下式考 虑跑合的零件磨损关系式； Uo A14 t 罱4 - 式巾 6 H袭征跑合结束时零件的磨损量 采煤 机械 零件 的使用经验指 出 ，在太多 数情况下，零件在跑台期内的磨损量不超过 其制造公差值。因此， 计算时6 值可以略去 不计 ，并按相应零件图纸取下极限或上极限 尺寸 作为零件 的栅 始尺寸 采煤机械零件以 无故障工作概率的 使用寿．命甘葬 ，要遥用下式 At ,I v ； H 1 4 - “ ， H 根据栗煤机械零件的使用数据 ，轴与滚 动轴 承配 合的麝损速度v i i O ． 0 1 6 - - 0 。 0 8 }L m／h ， 在轴与滑动轴承配台时， v l lO ． 0 9 ～O ． 1 2 ／．t n l ／h 。在齿轮传动中磨损受到齿面 与端面疲劳剥落和个别轮齿损坏限糊。须指 出，轮齿工作表面的疲劳剥落取 于产生高 接触应力的循环载荷 ，该高接触应力因偏离 正常啮合参教和配合零件的材料袭层硬度不 够而增高 同时磨损增加引起附加动载荷 ， 以及使表面润滑条 件恶化 。机械 零件 在其表 面磨损条件下工 作会随 之放出 热量， 研住 胶合 ，冷作硬化和脆性增加。 一墙群摘译 自‘ Ⅱo B H me E I e n 且 e 撮 e Ⅱ o c T 卫 r o p H x Ue M Oq H SI Y a mIE． Mo c e ．ea He , p a ， 1 9 8 9 ． 石戚宣审枝 维普资讯