采煤機(jī)截割部扭矩軸的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、扭矩軸式過(guò)載離合器是采煤機(jī)截割部電機(jī)的保護(hù)機(jī)構(gòu)之一，在采煤過(guò)程中起到傳遞動(dòng)力、吸振減振和過(guò)載保護(hù)等作用。作為采煤機(jī)上截割部電機(jī)過(guò)載保護(hù)的關(guān)鍵零件，扭矩軸在開(kāi)采過(guò)程中的需求量可觀。以往扭矩軸主要依賴進(jìn)口，在采購(gòu)價(jià)格上始終受制于人，不能自主，需要煤炭企業(yè)大量的資金投入。因此，實(shí)現(xiàn)扭矩軸從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。
　　為了實(shí)現(xiàn)扭矩軸的國(guó)產(chǎn)化，大量科研機(jī)構(gòu)和科研人員從材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱處理工藝的制訂等角度對(duì)扭矩軸的參數(shù)和性能進(jìn)

2、行了分析和研究，并取得了一些成果。目前，國(guó)內(nèi)在扭矩軸的設(shè)計(jì)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范，特別是在扭矩軸卸荷槽處應(yīng)力的計(jì)算和斷裂判據(jù)的確定上依然不夠合理，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)扭矩軸在穩(wěn)定性和可靠性方面與進(jìn)口件相比仍存在著一定的差距。
　　本文通過(guò)分析扭矩軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和斷裂時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，指出了以往應(yīng)用材料力學(xué)理論在設(shè)計(jì)扭矩軸時(shí)的局限性，提出在對(duì)扭矩軸進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)引入彈塑性理論來(lái)提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性;通過(guò)對(duì)進(jìn)口扭矩軸材料的化學(xué)成分進(jìn)行分析，選擇42CrMo來(lái)試

3、制扭矩軸，并根據(jù)材料的特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定了相應(yīng)的熱處理工藝;為了獲得熱處理后的材料性能，將42CrMo制成試件并進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)拉伸試驗(yàn)，得到了材料在單軸應(yīng)力作用下的屈服強(qiáng)度、強(qiáng)度極限和載荷-位移關(guān)系等數(shù)據(jù)，并由此計(jì)算得到了材料的真實(shí)應(yīng)力-真實(shí)應(yīng)變之間的關(guān)系。在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上分別對(duì)光棒試件和帶卸荷槽試件進(jìn)行了扭斷試驗(yàn)，探究了加載速度和重復(fù)加載等因素對(duì)試件承扭能力的影響，得到了卸荷槽試件在斷裂時(shí)的極限扭矩。
　　在有限元軟件中對(duì)應(yīng)力狀態(tài)