基于功率谱密度的掘进机截齿疲劳寿命估计  

作　　者：何洋 李晓豁 朱江宁[3] 

机构地区：[1]辽宁工业大学车辆与交通工程学院,辽宁锦州121000 [2]广东文理职业学院机电工程系,广东湛江524400 [3]辽宁朝阳师范高等专科学校数学计算机系,辽宁朝阳122000

出　　处：《装备制造技术》2023年第5期18-21,共4页Equipment Manufacturing Technology

基　　金：国家自然科学基金资助项目(59774033);辽宁工业大学博士科研启动基金项目资助(XB2021004)。

摘　　要：为了搞清掘进机截齿的疲劳寿命情况,根据随机过程理论和截齿载荷模型,分析并确定了截齿随机截割载荷及其功率谱的计算方法。利用Matlab编程并模拟截齿随机截割载荷及其功率谱,其x、y、z三向随机截割载荷的均值分别为5.81 kN、10.3 kN、12.6 kN,峰值分别为7.75 kN、20.1 kN、21.8 kN;三向载荷功率谱中的x、z向载荷功率谱峰值集中在58 Hz附近,y向集中在40 Hz附近。根据Miner线性累积损伤法则,将三向载荷功率谱作为样本数据,结合Workbench/ncode建立截齿有限元模型。通过对该截齿有限元模型的疲劳寿命分析,获得了截齿的形变云图、应力云图以及疲劳特性。结果表明:截齿的最大变形量为2.945×10^(-4)m,位于刀头区域;最大应力为9.398×10^(8)Pa,位于刀头圆锥面与柱面的结合部位;疲劳寿命范围为3.228×10^(4)~1.691×10^(11)次,刀头与截齿底座圆弧区交界位置疲劳寿命最低。其研究结论为优化截齿的设计参数和提高掘进机的截割效率提供依据。

关 键 词：截齿 疲劳 功率谱 有限元 

分 类 号：TD421.5[矿业工程—矿山机电]