開放 包容 創(chuàng)新 卓越
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?刮板輸送機是采煤工作面的主要運輸機械，而刮板鏈則是其重要的運動受力部件，刮板輸送機在回采工作面上的使用情況表明，輸送機63%的故障發(fā)生在牽引機構(gòu)上，運輸機停機時間41 5%是由牽引鏈引起的，牽引鏈破損的原因有多種，其中接鏈環(huán)的破斷占有較大的比例。目前國內(nèi)常用的接鏈環(huán)結(jié)構(gòu)種類較多，為了解各種結(jié)構(gòu)的接鏈環(huán)的受力特性，本文應(yīng)用有限元方法對工程上常用的梯齒形扁平接鏈環(huán)鋸齒形接鏈環(huán)及弧齒形接鏈環(huán)的強度進(jìn)行較為深入的理論分析。
梯齒形接鏈環(huán)
梯齒接鏈環(huán)結(jié)構(gòu)的特點是一旦某一個齒局部出現(xiàn)屈服后，會在各個齒上重新產(chǎn)生載荷再分配，使屈服部位不致迅速擴(kuò)展而導(dǎo)致破壞，這在一定程度上延長了接鏈環(huán)的使用壽命.在刨煤機、采煤機和刮板輸送機中，它都作為拽引構(gòu)件，承受載荷的主要形式是隨機疲勞載荷，并伴有間或發(fā)生的突發(fā)載荷。接鏈環(huán)承載后，結(jié)構(gòu)上應(yīng)力的分布比較復(fù)雜，其破壞情況也隨結(jié)構(gòu)形式不同而不同，但就其承載特點來說，主要破壞情況有兩種：一是突然超載時的強制破壞。這種情況在正常工作狀態(tài)下一般不會出現(xiàn)，只有當(dāng)鏈條受到突然沖擊時，接鏈環(huán)可能因受突然過載而破壞。
鋸齒型接鏈環(huán)
鋸齒式接鏈環(huán)目前仍是我國使用最多的一種接鏈環(huán)形式。鋸齒接鏈環(huán)結(jié)構(gòu)是由兩個彈性銷固定聯(lián)接兩個鋸齒形的半圓環(huán)。接鏈環(huán)由于鋸形齒的根部過渡圓角太小，鋸齒接鏈環(huán)齒根部存在著比較嚴(yán)重的應(yīng)力集中。由于通常隨機疲勞的疲勞源都來自零件表面層的應(yīng)力集中區(qū)或出現(xiàn)初始裂紋處，所以鋸形齒的齒根部由于存在著較高的表面應(yīng)力，便導(dǎo)致了裂紋的萌生和擴(kuò)展，成了疲勞破壞的疲勞源。其次，鋸齒形接鏈環(huán)每一側(cè)5個齒中各個齒的承載能力與齒間距公差有著密切關(guān)系。據(jù)有關(guān)試驗分析，當(dāng)齒間距公差值大于0.02mm時，各個齒上的載荷分配就會出現(xiàn)較明顯的變化。而鋸齒式接鏈環(huán)由于制造上的誤差，齒間距實際偏差常幾倍于這個值，造成載荷分配不均，使某些齒過載嚴(yán)重，在很大程度上影響了接鏈環(huán)的使用壽命。
弧齒形接鏈環(huán)
弧齒形接鏈環(huán)是齒形聯(lián)接方式的接鏈環(huán)中的一種形式，其結(jié)構(gòu)形狀簡單，但由于其齒部的齒面及齒側(cè)皆為圓弧形狀，因此難于保證加工精度。弧齒形有限元其加載及約束形式也與梯齒形接鏈環(huán)相同，同樣加載為850kN，材料同樣也取高合金鋼，從弧齒的主應(yīng)力分布及數(shù)值可以看出弧形齒的應(yīng)力分布較為均勻，且應(yīng)力相對較小。
經(jīng)過比較梯齒接鏈環(huán)、鋸齒饑餓連環(huán)、弧齒接鏈環(huán)的綜合比較可以看出，當(dāng)齒部的過渡圓角較大時，能夠減小齒形接鏈環(huán)在受力過程中的應(yīng)力集中問題。