曲轴扭转振动是发动机振动噪声的主要来源,对其加装减振装置可有效降低噪声并延长设备使用寿命。针对发动机激振力矩的来源进行分析。对激振力矩进行谐次分析,分析如何在无发动机动特性曲线的情况下得到发动机各谐次激振力矩的幅值与相位差。获得发动机转速范围内的主谐次与次主谐次激振力矩,基于激励力矩分析结果,设计硅油橡胶减振器主要参数,基于扭转振动测试台对减震器的减振效果进行分析,对比分析结果可知根据根据轴系固有频率特性,在转速范围内主、次谐次为6谐次与5谐次;设计的硅油橡胶减振器,将轴系5、6谐次的扭振振幅最大值降低了51%以上;在发动机怠速工况下,前4谐次的振幅明显减小;试验结果表明所采用分析方法和设计过程的准确性,为此类设计研究提供参考。

采煤机截割部行星传动在其啮合过程中不可避免地会出现齿轮偏载情况,以提高受接触强度和弯曲强度为目标函数,利用MDESIGN软件对其行星轮系在3种不同工况下进行啮合性能研究,综合分析得到在额定负载1.3~1.5倍左右的工况下太阳轮与行星轮的修形量最佳,其修形量组合分别为31~34μm与21~24μm。经优化后的齿轮接触应力由原先的1215 MPa减少到了1118 MPa,降低了约7.9%;太阳轮齿面最大载荷分布由270 N/mm减少为235 N/mm;接触温度由92℃减小为86℃;行星轮齿面最大载荷分布由290 N/mm减少为234 N/mm;接触温度由80℃减少为75℃,齿面载荷分布与温度的优化率达到了13%和8%左右,有效降低了接触应力、缓解了偏载,行星传动系统的承载能力得到显著的改善。

针对双电动机驱动采煤机截割部在应用中高速级齿轮容易出现损伤的问题,以某公司研制的MG2×180/850-BWD型采煤机截割部为例,建立了电动机驱动齿轮传动系统的联合仿真模型,从动力学角度对高速级齿轮进行动态特性分析,研究表明双电动机存在转速差,采用机身侧电动机转速低于滚筒侧电动机转速安装方式较好;高速级驱动齿轮啮合的载荷力存在较强的非线性,建议转速差不宜超过5 r/min。

为改善液压凿装机掘进臂结构性能、减轻结构质量,依据经验法确定了扒岩作业工作载荷。应用Creo软件建立掘进臂整体三维模型,导入ADAMS软件中进行动力学仿真,获取结构各铰点所受载荷。应用ANSYS软件对掘进臂的大臂、小臂进行有限元分析,结果表明结构存在较大应力集中,整体刚度较大。以减轻结构质量为目标,结构强度为约束条件,应用变密度法分别对大臂、小臂结构进行拓扑优化,优化后的大臂、小臂分别减重10%、7%,最大应力分别降低38%、17%,结构的安全系数分别由1.5提高到1.82和2.01。满足了工作要求,实现了结构轻量化,可为实际的工程应用提供参考。

为提高并联3D打印机的打印成型精度,针对影响其打印成型精度的主要工艺参数进行试验分析,对打印头温度、打印速度、分层厚度和工作平台温度这四项工艺参数设计4因素3水平的9组正交试验,通过因素极差图和方差分析,研究各个因素水平对打印件x、y、z方向尺寸精度、圆孔直径和表面粗糙度的影响程度,并得到对打印成型精度影响较小的最佳工艺水平组合。结果表明,打印头温度、分层厚度对打印件尺寸精度影响较为显著,打印速度对表面粗糙度影响较为显著。