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BOOMER281台车推进补偿拐臂的有限元分析和可靠性维修

作　者: 李晖
导　师: 汪惠芬
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 掘进台车 拐臂 结构强度 疲劳寿命 可靠性维修
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


瑞典Atlas Copco公司生产的Boomer系列掘进台车具有优良的性能,得到很多矿山企业的采用。由于长时间的高强度、满负荷的运行使用等各种因素,该系列掘进台车经常出现一些非消耗性结构件的故障。推进补偿拐臂作为掘进台车中关键零部件之一,其结构强度和疲劳寿命对整机的寿命和安全性直接影响。在该类设备管理中,常见的故障是在拐臂拆检过程中发现裂纹和断裂,断裂直接导致推进梁掉落,如果故障发生在操作检修人员保养润滑或钻孔工序调整过程中,掉落的推进梁有砸到人的可能性,按照矿山安全管理要求,这类设备故障是不允许发生的,尽管该类设备故障在设备管理中发生的概率小,但是可能造成的后果严重,被列为设备管理的重大危险源,本论文通过对BOOMER281台车推进补偿拐臂的故障检查、结构强度、疲劳寿命、维修可靠性进行研究,一是解决设备管理难题,降低设备维护费用；二是提高设备本质安全化；三是通过研究提高设备管理水平,为进口设备国产化奠定基础。本文的主要工作如下：(1)根据拐臂位置和结构,进行静力学分析,找出拐臂与拐轴垂直相交处的危险截面。(2)在建立的拐臂三维模型的基础上,探讨了拐臂的分析边界条件,采用有限元强度分析方法,计算了BOOMER281掘进台车推进补偿拐臂拐轴的应力应变,初步分析了拐臂拐轴完全断裂破坏的主要因素。(3)在拐臂强度计算的基础上,对拐臂的疲劳寿命进行了计算仿真,预测了拐臂在交变机械负荷情况下的平均疲劳寿命。(4)研究了拐臂的可靠性维修,探讨了拐臂维修的可行性方案。根据实践维修、使用检验和试验效果对维修方案不断进行调整和改进,进一步优化了拐臂拐轴的维修方案,对维修效果进行可靠性分析。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
图表目录  7-9
1 绪论  9-16
  1.1 选题的背景  9-10
  1.2 国内外发展现状  10-14
    1.2.1 国外情况与发展水平  10-11
    1.2.2 国内情况与发展水平  11-14
  1.3 疲劳分析的方法  14-15
  1.4 论文研究目标与内容  15-16
    1.4.1 研究目标  15
    1.4.2 研究内容  15-16
2 拐臂的静力学分析  16-24
  2.1 概述  16
  2.2 推进补偿拐臂的位置结构  16-17
  2.3 推进补偿拐臂的形状及结构  17-18
  2.4 推进补偿拐臂拐轴的受力分析  18-23
    2.4.1 不工作时推进补偿拐臂拐轴承受静载荷  20-22
    2.4.2 工作时推进补偿拐臂拐轴承受交变载荷  22
    2.4.3 拐臂受力综合分析  22-23
  2.5 本章小结  23-24
3 拐臂结构强度研究  24-35
  3.1 概述  24
  3.2 有限元分析的理论基础  24
  3.3 有限元应力分析基础理论  24-25
  3.4 拐臂强度分析  25-34
    3.4.1 拐臂的三维实体模型的建立  26-27
    3.4.2 拐臂有限元网格模型的建立  27-29
    3.4.3 拐臂材料模型与单元属性建立  29-30
    3.4.4 拐臂的边界条件确定  30-32
    3.4.5 拐臂的有限元计算  32-34
  3.5 本章小结  34-35
4 拐臂疲劳寿命分析  35-42
  4.1 概述  35
  4.2 疲劳寿命分析法理论基础  35-38
  4.3 拐臂的疲劳寿命分析  38-41
  4.4 本章小结  41-42
5 拐臂的可靠性维修研究  42-53
  5.1 概述  42
  5.2 拐臂拐轴的维修方式  42-43
  5.3 拐臂拐轴的故障形式  43-44
  5.4 拐臂拐轴维修  44-48
    5.4.1 拐臂拐轴维修试验方案  44-46
    5.4.2 拐臂拐轴维修实践案例  46-48
  5.5 拐臂维修可靠性分析  48-52
    5.5.1 故障时间统计  49-50
    5.5.2 中值数MR计算  50
    5.5.3 威布尔分布  50-51
    5.5.4 拐臂维修可靠性  51-52
  5.6 本章小结  52-53
6 结论与展望  53-54
  6.1 结论  53
  6.2 展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
附录  58

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工机械和设备 > 土工机械、挖掘机械 > 挖掘机
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