刮板輸送機中部槽摩擦接觸分析與仿生優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本文結(jié)合非光滑耐磨理論，通過在中部槽中板表面建立凹坑形態(tài)來對中部槽進行仿生優(yōu)化，選用L9（34）四因素三水平的正交試驗方案，對中部槽原試樣和9組中部槽仿生試樣進行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析和摩擦接觸分析，并對仿真結(jié)果進行對比研究，研究發(fā)現(xiàn)凹坑形貌具有應(yīng)力緩釋效應(yīng)、力矩效應(yīng)、邊緣強化效應(yīng)、收集磨屑等作用，進而減小中部槽中板的疲勞磨損、磨粒磨損、沖擊磨損、粘著磨損、熱疲勞和熱磨損。針對課題所研究型號的中部槽，通過對正交試驗仿真結(jié)果進行極差分析和指標估計

2、，得到凹坑形貌參數(shù)（凹坑直徑、凹坑深度、凹坑橫/縱向間距）影響靜力學(xué)等效應(yīng)力和摩擦接觸應(yīng)力最大值、平均值和標準差的主次順序和上述應(yīng)力相關(guān)值最小的凹坑形貌參數(shù)優(yōu)選組合。然后，通過簡化矩形塊摩擦副接觸分析，研究了凹坑形貌參數(shù)對非光滑表面耐磨性的影響規(guī)律，結(jié)果表明凹坑表面容易變刮板輸送機的壽命長短直接決定著煤礦的經(jīng)濟效益，而中部槽壽命是衡量刮板輸送機壽命的重要指標。作為刮板輸送機的主要承載部件，大量中部槽因嚴重磨損而報廢。為了提高刮板輸送機中

3、部槽的耐磨性能，將仿生非光滑耐磨理論應(yīng)用于中部槽，為提高中部槽壽命開辟新途徑。
　　本研究對不同工況下中部槽與刮板、物料的摩擦接觸行為進行了有限元仿真，研究發(fā)現(xiàn)刮板與中部槽中板的摩擦接觸應(yīng)力是煤料與中部槽中板摩擦接觸應(yīng)力的3～5倍，是巖石與中部槽中板摩擦接觸應(yīng)力的2倍多，故刮板與中部槽中板的摩擦接觸對中部槽中板的磨損失效起更主要的作用。此外，中部槽中板表面上與刮板兩側(cè)和緊固螺栓兩端接觸處的接觸應(yīng)力約是其余區(qū)域的9倍，進而導(dǎo)致此處產(chǎn)