Науковий вісник НГУ

Жесткость открытых зубчатых передач барабанных мельниц

• 
• 

Рейтинг:   / 0

ПлохоОтлично 

Подробности

Категория: Геотехническая и горная механика, машиностроение

Обновлено 26 Июнь 2016

Опубликовано 26 Июнь 2016

Просмотров: 1834

Aвторы:

Б.В.Виноградов, доктор технических наук, профессор, Государственное высшее учебное заведение «Украинский государственный химико-технологический университет», профессор кафедры материаловедения, г. Днепропетровск, Украина

Д.О. Федин, кандидат технических наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение «Украинский государственный химико-технологический университет», г. Днепропетровск, Украина

Реферат:

Цель. Разработка методики расчета жесткости пары зубьев при однопарном зацеплении зубчатых колес методом конечных элементов и применение ее для оценки жесткости зацепления открытых зубчатых передач барабанных мельниц.

Методика. Расчет напряженно-деформированного состояния осуществляется методом конечных элементов. На первом этапе формируется расчетная схема зада-чи. На основании основных геометрических параметров и чертежей производится построение трехмерной геометрической модели зубчатой передачи. Задаются физические свойства конструкционных материалов. Геометрическая модель разбивается на конечные элементы. Задаются граничные условия, обеспечивающие кинематическую неизменяемость модели, и условия контакта рабочих поверхностей зубьев. Задается внешняя нагрузка в виде крутящего момента, приложенного к посадочной поверхности шестерни. Производится численное решение уравнений равновесия. Определяется минимальное перемещение вдоль контактной линии зубьев. Рассчитывается жесткость пары зубьев.

Результаты. Исследовано современное состояние вопроса о расчете жесткости зубчатых передач. Особое внимание уделено недостаткам существующих стандартов применительно к крупногабаритным зубчатым передачам. Показаны преимущества метода конечных элементов при расчете деформированного состояния элементов зубчатой передачи. Представлен алгоритм и методика расчета жесткости зубчатых передач с помощью метода конечных элементов, осуществлено обоснование геометрической модели и расчетной схемы. Алгоритм расчета включает построение геометрической модели передачи, задание механических свойств конструкционных материалов, разбиение геометрической модели на конечные элементы, расчет перемещений и жесткости зацепления. Произведено сравнение результатов расчета жесткости зубчатой передачи барабанной мельницы МШРГУ 4500 × 6000 по разработанной методике, стандар-тной методике и результатов экспериментального иссле-дования. Установлено значительное расхождение результатов стандартной методики и результатов экспериментов. Показано, что разработанная методика дает более точную оценку жесткости благодаря более полному учету конструктивных особенностей венца.

Научная новизна. Установлено влияние конструкции зубчатого венца на жесткость зацепления и представлена количественная оценка жесткости открытой зубчатой передачи барабанной мельницы МШРГУ 4500х 6000.

Практическая значимость. Разработан алгоритм методики расчета жесткости открытых зубчатых передач барабанных мельниц методом конечных элементов.

Список литературы / References:

1. Lin, T.J., Ou, H. and Li, R.F., 2007. A finite element method for 3D static and dynamic contact/impact analysis of gear drives. Comput. Methods Appl. Mech. Eng., no. 196, pp. 1716–28.

2. Vinogradov, B.V., 2014. The irregularity of the load distribution by the contact line of the tumbling mill open gearing. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, no. 5, pp. 33–38.

Виноградов Б.В. Неравномерность распределения нагрузки по длинне контактных линий открытых зуб-чатых передач барабанных мельниц / Б.В. Виноградов // Науковий вісник НГУ. − Днепропетровск, 2014. − №5. − С.33−38.

3. International Standard Organization, 2006. ISO6336–1, Calculation of Load Capacity of Spur and Helical Gears. Part 1, Geneva: ISO.

4. Ma, H., Song, R., Pang, X. and Wen, B., 2014, Time-varying mesh stiffness calculation of cracked spur gears, Engineering Failure Analysis, no. 44, pp. 179–194.

5. Pedersen, N.L. and Jorgensen, M.F., 2014. On gear tooth stiffness evaluation. Computers and Structures, no. 135, pp. 109–117.

6. Jose, I. Pedrero, Pleguezuelos, M., Artes, M. and Antona, J.A., 2010. Load distribution model along the line of contact for involute external gears. Mechanism and Machine Theory, no. 45, pp. 780–794.

7. Ma, H., Song, R., Pang, X., and Wen, B., 2014. Time-varying mesh stiffness calculation of cracked spur gears. Engineering Failure Analysis, no. 44, pp. 179–194.

8. Marunić, G., 2006. Comparison of Solid Spur Gear Face Load Factors. In: Springer, 16th European Conference of Fracture “Fracture of Nano and Engineering Materials and Structures”. Dordrecht, pp. 1229 −1230.

9. Ma, H., Song, R., Pang, X., and Wen, B., 2014. Time-varying mesh stiffness calculation of cracked spur gears. Engineering Failure Analysis, no. 44, pp. 179−194.

10. Vinogradov, B.V. and Sladkovskiy, S.A., 2001. The stress state of the tumbling mill open gearing. Metallurgical and Mining Industry, no. 3, pp. 63–65.

Виноградов Б.В. Напряженное состояние зубьев открытых передач барабанных мельниц / Б.В. Виноградов, Ю.А. Сладковский // Металлургическая и горнорудная промышленность. − Днепропетровск, 2001. − №3. − С.63−65.

2016_02_Vinogradov
2016-06-21  881.36 KB  328

• Вперёд >