Науковий вісник НГУ

Жорсткість відкритих зубчастих передач барабанних млинів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 1

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 21 червня 2016

Опубліковано: 21 червня 2016

Перегляди: 3720

Aвторы:

Б.В.Виноградов, доктор технічних наук, професор, Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет‟, м. Дніпропетровськ, Україна, е-mail: bvvin@mail.ru; dafedin@mail.ru

Д.О.Федін, канд. технічних наук, доцент, Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет‟, м. Дніпропетровськ, Україна, е-mail: bvvin@mail.ru; dafedin@mail.ru

Реферат:

Мета. Розробка методики розрахунку максимальної жорсткості пари зубів при однопарному зачепленні зубчастих коліс методом кінцевих елементів та її використання для оцінки жорсткості зачеплення відкритих зубчастих передач барабанних млинів.

Методика. Розрахунок напружено-деформованого стану здійснюється методом кінцевих елементів. На першому етапі формується розрахункова схема задачі. На базі геометричних параметрів та креслень здійснюється побудування тривимірної геометричної моделі зубчастого зачеплення. Задаються фізичні характеристики конструкційних матеріалів. Геометрична модель розбивається на кінцеві елементи. Задаються граничні умови, що забезпечують кінематичну незмінність моделі, та умови контакту робочих поверхонь зубів. Задається зовнішнє навантаження у вигляді крутного моменту, що прикладений до шестерні. Здійснюється чисельне розв’язання рівнянь рівноваги. Визначається мінімальне переміщення вздовж контактної лінії зубів. Обчислюється жорсткість пари зубів.

Результати. Досліджено сучасний стан питання щодо розрахунку жорсткості зубчастих передач. Особливу увагу приділено недолікам існуючих стандартів стосовно великогабаритних зубчастих передач. Показані переваги методу кінцевих елементів при розрахунку деформованого стану елементів зубчастої передачі. Представлені алгоритм і методика розрахунку жорсткості зубчастих передач за допомогою методу кінцевих елементів, здійснене обґрунтування геометричної моделі та розрахункової схеми. Алгоритм розрахунку включає побудову геометричної моделі передачі, завдання механічних властивостей конструкційних матеріалів, розбиття геометричної моделі на кінцеві елементи, розрахунок переміщень і жорсткості зачеплення. Зроблене порівняння результатів розрахунку жорсткості зубчастої передачі барабанної млини МШРГУ 4500  6000 за розробленою методикою, стандартною методикою та результатів експериментального дослідження. Встановлене значне розходження результатів стандартної методики та результатів експериментів. Показано, що розроблена методика дає більш точну оцінку жорсткості завдяки повнішому врахуванню конструктивних особливостей вінця.

Наукова новизна. Встановлено вплив конструкції зубчастого вінця на жорсткість зачеплення та представлена кількісна оцінка жорсткості відкритої зубчастої передачі барабанної млини МШРГУ 4500  6000.

Практична значимість. Розроблено алгоритм методики розрахунку жорсткості відкритих зубчастих передач барабанних млинів методом кінцевих елементів.

Список літератури / 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  902

• Наступна >