不同齒形接鏈環結構強度分析
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的故障發生在牽引機構上。目前國內常用的接鏈環結構種類較多,為了解各種結構的接鏈環的受力特性,本文應用有限元方法對工程上常用的梯齒形扁平接鏈環鋸齒形接鏈環及弧齒形接鏈環的強度進行較為深入的理論分析。
梯齒接鏈環結構的特點是一旦某一個齒局部出現屈服后,會在各個齒上重新產生載荷再分配,使屈服部位不致迅速擴展而導致破壞,這在一定程度上延長了接鏈環的使用壽命.在刨煤機、采煤機和刮板輸送機中,它都作為拽引構件,承受載荷的主要形式是隨機疲勞載荷,并伴有間或發生的突發載荷。接鏈環承載后,結構上應力的分布比較復雜,其破壞情況也隨結構形式不同而不同,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。
鋸齒接鏈環目前仍是我國使用多的一種接鏈環形式。鋸齒接鏈環結構是由兩個彈性銷固定聯接兩個鋸齒形的半圓環。接鏈環由于鋸形齒的根部過渡圓角太小,鋸齒接鏈環齒根部存在著比較嚴重的應力集中。由于通常隨機疲勞的疲勞源都來自零件表面層的應力集中區或出現初始裂紋處,所以鋸形齒的齒根部由于存在著較高的表面應力,便導致了裂紋的萌生和擴展,成了疲勞破壞的疲勞源。
弧齒形接鏈環是齒形聯接方式的接鏈環中的一種形式,其結構形狀簡單,但由于其齒部的齒面及齒側皆為圓弧形狀,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相同,同樣加載為850kN,材料同樣也取高合金鋼,從弧齒的主應力分布及數值可以看出弧形齒的應力分布較為均勻,且應力相對較小。
經過比較梯齒接鏈環、鋸齒接鏈環、弧齒接鏈環的綜合比較可以看出,當齒部的過渡圓角較大時,能夠減小齒形接鏈環在受力過程中的應力集中問題。
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