主井提升機減速機承載能力的可行性分析

1、1主井提升機減速機承載能力的可行性分析曉明礦范慶璽摘要針對曉明礦主井原提升能力低，無法滿足生產(chǎn)需要的問題，實施技術(shù)改造，保留原減速機，增加其輸出扭矩，提高主井的提升能力，分析校核齒輪強度和低速軸受力情況，認定主井提升機減速機承載能力具有安全性和可靠性。關(guān)鍵詞減速機承載能力分析計算1引言曉明礦原設(shè)計生產(chǎn)能力為60萬ta。經(jīng)過1986年的改擴建后已達到135萬ta。其主井提升機型號為UP143.20.6，是老式蘇聯(lián)產(chǎn)品，減速機是HKM311

2、.5機型，其出廠允許最大輸出扭矩為28000kgm，多年來一直依此核定提升能力。隨著煤炭市場的繁榮，曉明礦的煤炭產(chǎn)品經(jīng)常出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。究其原因主井提升能力低，無法滿足生產(chǎn)的需要，為此對主井提升系統(tǒng)進行了技術(shù)改造。改造后把一次提升循環(huán)時間縮短了2s，按2006年平均每天600斗計算，年提升能力可多提升約6萬t。改造方案的實施，在不更換減速機的情況下，增加減速機輸出扭矩達到31393kgm，低速軸受力是否臨近疲勞狀態(tài)，提升機減速機承載

3、能力是否有負面影響等問題，是曉明礦安全生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)被受關(guān)心的重要課題之一。所以，分析校核齒輪強度和低速軸受力情況，是論證主井提升機減速機承載能力可行性分析的核心內(nèi)容，是安全確認的主途徑。2低速軸的受力分析針對曉明礦主井提升機原電控系統(tǒng)采用1000kw交流繞線式異步電機拖動，轉(zhuǎn)子串切電阻調(diào)速方式，電機轉(zhuǎn)速375rpm，現(xiàn)改為雙800kw高速直流電機拖動，電機轉(zhuǎn)速400rpm。改善了齒輪副的受力狀況，所以不需要進行強度校核。但輸出軸輸出扭

4、矩有較大增加，需進行校核計算。由于低速軸大齒輪及與其嚙合的齒輪是雙人字齒，故工作時產(chǎn)生的軸向力兩個方向互相抵消，兩側(cè)高速軸產(chǎn)生的徑向力大小相等，方向相反，切向力經(jīng)等效平移后其合力為零。所以，在水平面上各力的合力對軸不產(chǎn)生彎矩，在垂直面上只有軸與齒輪自重對軸產(chǎn)生彎矩。如附圖所示，因為軸為一近似等徑圓柱體，其力的作用點可簡化到齒輪中心。由附圖可知，齒輪與主軸合力15185kg；A點支座反力RAV為7345kg；垂直平面B點支座反力RBV為7

5、840kg。E點彎矩MW為4921kgm；軸的扭矩Mn為31393kgm。3式中RBV——B點支座反力，7840kg；RD——D點截面半徑，0.225mm。經(jīng)計算，Mwmax為1764kgm。鑒于對稱交變循環(huán)定律，Mwmin=－Mwmax=－1764kgm；扭矩Mnmin=－Mnmax=－31393kgm（參見圖1）；抗彎截面模量W為0.008946175m3?？古そ孛婺Ａ浚篧n=πd316=2W易知，Wn值為0.01789m3。彎曲平

6、均應(yīng)力：σm=(σwmaxσwmin)2=(MwmaxMwmin)2W顯見，σm值為“0”。彎曲應(yīng)力幅：σα=（σwmax－σwmin)2=(Mwmax－Mwmin)2W經(jīng)計算，σα值為0.1971kgmm2。扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力：τm=(τmaxτmin)2=(MnmaxMmin)2Wn顯見，τm值為“0”。扭矩應(yīng)力幅：τα=(τmax－τmin)2=(Mnmax－Mmin)2Wn經(jīng)計算，τα值為1754779kgm2。第二步，計算D斷面處的

7、應(yīng)力集中系數(shù)：Kσ=1qσ(ασ1)Kτ=1qτ(dτ1)按Dd=1.1，rd=25450=0.06，查表得：ασ=1.8，qσ=0.84；qτ=0.87，dτ=1.25。計算出Kσ、Kτ值，分別是1.67和1.22。應(yīng)力集中綜合影響系數(shù)：Kσ1=（Kσεσ1βσ1）（1βq）Kτ1=(Kτετ1βτ1)(1βq)經(jīng)查表尺寸系數(shù)εσ=0.55，ετ=0.75；表面狀態(tài)系數(shù)βσ=βτ=0.9，βq=1。計算出Kσ1、Kτ1值，分別是3.1