- •Министерство образования и науки украины донецкий национальный технический университет
- •Научно-исследовательская работа
- •Реферат
- •Цель и задачи исследованиЙ
- •Исходные данные (главный редуктор поворотного блока резания очистного комбайна укд300)
- •2.Разработка комплексной методики прочностного расчета поворотного блока резания комбайна укд 300 в среде сапр apm win machine
- •2.1 Расчет зубчатых передач в модуле apm Trans
- •2.1.1 Передача 1-я (укд300.11.01.201 - укд300.11.01.216)
- •Результаты расчета в модуле аpм Trans
- •2.1.2 Передача 2-я (укд300.11.01.216 - укд300.11.01.221)
- •Результаты аpм Trans
- •2.1.3 Передача 4-я (укд300.11.01.101 - укд300.11.01.335)
- •Результаты аpм Trans
- •2.1.4Передача 5,6-я (укд300.11.01.335 - укд300.11.01.335)
- •Результаты аpм Trans
- •2.1.5 Передача 7-я (укд300.11.01.335 - укд300.11.01.102)
- •Результаты аpм Trans
- •2.2 Расчет валов в модуле apm Shaft
- •2.2.1 Вал укд300.11.01.201
- •2.2.2 Вал укд300.11.01.003
- •Собственные частоты
- •2.2.3 Вал укд300.11.01.238
- •2.2.4 Вал укд300.11.01.262
- •2.2.5 Вал укд300.21.01.268
- •2.2.6 Вал укд300.11.01.033
- •2.2.7 Вал укд300.11.01.034
- •2.2.8 Вал укд300.11.01.035
- •2.2.9 Вал укд300.21.01.035
- •2.3 Расчета подшипников в модуле apm Bear
- •2.3.1 Подшипник роликовый радиальный 32124
- •2.3.2 Подшипник шариковый радиальный 220
- •2.3.3 Подшипник роликовый сферический 3517
- •2.3.4 Подшипник роликовый радиальный 2217
- •2.3.5 Подшипник роликовый сферический 3516
- •2.3.6 Подшипник роликовый сферический 3620
- •2.3.7 Подшипник роликовый сферический 3620
- •2.3.8 Подшипник роликовый радиально-упорный 7530
- •2.3.9 Подшипник роликовый сферический 3622
- •2.4 Конечно-элементного анализа напряженного состояния корпуса в модуле apm Structure 3d
Цель и задачи исследованиЙ
Прочностные расчеты сложных технических объектов типа современных очистных комбайнов, выполняемые без использования средств их автоматизации, требуют высокой теоретической подготовки выполняющих их специалистов и очень больших затрат времени. Однако, и в этом случае практически не возможно выполнять расчеты сложных корпусных деталей. При этом корпусные детали, являясь «скелетом» редуктора, зачастую воспринимают нагрузки, превышающие допускаемые значения. Это приводит как к разрушению корпуса, так и к выходу из строя всего редуктора. Для решения данной проблемы часто значительно завышают запасы прочности корпуса, что приводит к увеличению веса, габаритов а, следовательно, и стоимости. Имея возможность анализа напряженно-деформированного состояния корпуса, конструкторы имели бы возможность оптимизации конструкции корпуса и других деталей с целью улучшения их прочностных и массогабаритных характеристик.
Условия работы очистных комбайнов характеризуются значительными вариациями механических характеристик горных пород и характеристик разрушаемости угольных пластов. Это определяет необходимость оперативного варьирования параметрами и вариантами конструкций элементов системы привода применительно к конкретным условиям эксплуатации. Особенно важно это при переходе на более тяжелые условия эксплуатации. С целью обеспечения возможности использования рациональных для конкретных условий эксплуатации параметров и конструкций необходимо иметь возможность оперативной проверки прочности при изменении технических решений.
Для этого нужно создать комплексную методику прочностного расчета весьма специфических и сложных конструкций, являющихся основой системы привода исполнительных органов очистных комбайнов для выемки тонких пологих пластов. Такая методика должна обеспечивать возможность точного и оперативного расчета всех специфических конструктивных элементов очистных комбайнов, включая сложные тяжелые корпусные детали.
В данной работе решается задача построения такой методики в среде системы автоматизированного проектирования (САПР) APM WinMachine, которая полностью отвечает требованиям, перечисленным выше. Созданная комплексная методика расчета, основанная на использовании САПРAPM WinMachine,позволяет:
Произвести расчет основных элементов системы привода исполнительных органов очистных комбайнов:
зубчатых передач;
валов и осей;
подшипников.
Выполнить анализ напряженно-деформированного состояния корпуса редуктора.
Провести оптимизацию системы привода исполнительных органов очистных комбайновна основе оперативных расчетов варьируемых конструкций и их параметров.
Исходные данные (главный редуктор поворотного блока резания очистного комбайна укд300)
Ресурс 2792.25 часов
Крутящий момент двигателя Т= 975Нм
Мощность двигателя Р= 150кВт
Синхронная частота вращения nc = 1500об/мин
Номинальная частота вращения nн = 1471.5об/мин
Номинальное скольжение Sном= 1,9%.
Таблица 1. Зубчатые колеса
Зубчатые колеса |
Число зубьев, z |
Модуль, m, см |
Т, Нм |
n, об/мин |
Вал-шестерня УКД300.11.01.201 |
19 |
7 |
975 |
1472 |
Колесо УКД300.11.01.216 |
31 |
7 |
1559 |
902 |
Колесо-муфта УКД300.11.01.221 |
42 |
7 |
2070 |
665 |
Вал-шестерня (центральное колесо) УКД300.11.01.262 |
12 |
6 |
2070 |
665 |
Колесо (сателлит)УКД300.11.01.285 |
23 |
6 |
- |
- |
Венец (солнечное колесо) УКД300.11.01.018 |
57 |
6 |
0 |
0 |
Шестерня УКД300.11.01.101 |
14 |
14 |
12397 |
116 |
Колесо УКД300.11.01.335 |
23 |
14 |
19948 |
70 |
Шестерня УКД300.11.01.102 |
21 |
14 |
18213 |
77 |
Таблица 2. Зубчатые передачи
№ |
|
Передаточное число |
1 |
УКД300.11.01.201 - УКД300.11.01.216 |
1.632 |
2 |
УКД300.11.01.216 - УКД300.11.01.221 |
1.355 |
3 |
Планетарная ступень |
5.750 |
4 |
УКД300.11.01.101 - УКД300.11.01.335 |
1.643 |
5 |
УКД300.11.01.335 - УКД300.11.01.335 |
1 |
6 |
УКД300.11.01.335 - УКД300.11.01.335 |
1 |
7 |
УКД300.11.01.335 - УКД300.11.01.102 |
0.913 |