现有支架换向阀仅可完成支架供液“通”与“断”的开关型控制功能,为解决由此诱发的支架液压系统内压力冲击剧烈问题,提出在主阀芯布置三角形非全周开口节流槽的换向阀改进设计方案。推导出三角形阀口节流面积计算公式,基于AMESim软件搭建了阀芯带有三角形节流槽的液压换向阀模型,进行了原始换向阀与改进换向阀工作性能的对比研究。仿真结果表明:主阀芯增设三角形节流槽后实现了换向阀阀口过流面积的变梯度分段增大,即在阀芯开度小于8 mm时,阀口通流面积平均梯度为5.5 mm^2/mm,在阀芯开度大于8 mm时,这一梯度数值增大至92 mm^2/mm;阀口通流流量与阀口工作压力同样可实现分段变梯度增大,由此可实现后续液压执行机构的平稳启动,并有效缓解液压系统内的压力冲击。该方法可为液压支架大流量换向阀比例化改进设计提供参考。

针对行星齿轮箱振动信号成分复杂、非平稳、非线性的特点,提出一种基于变分模态分解(VMD)能量熵和隐马尔科夫模型(HMM)的故障识别方法。利用VMD算法对不同故障类型的齿轮振动信号进行分解,提取经信号分解得到的各阶本征模态函数(IMF)的能量熵。基于不同故障类型的各IMF分量能量熵在分布上的各异性,将其集合作为故障识别的特征向量。利用不同故障类型的特征向量组成的训练集训练HMM,计算最大对数似然概率值,用于判断测试样本的故障类型。利用该方法对一定转速下行星轮的3种故障进行识别,结果表明:当载荷不同时,它对行星轮齿根裂纹、断齿和齿面磨损3种故障的平均识别率可达到95.83%。

采用有限元方法分析冲击载荷下激光熔覆再制造立柱的强度以及再制造工艺参数对强度的影响规律。以?400 mm双伸缩立柱为研究对象,建立含有熔覆层的立柱三维模型,计算冲击载荷作用下再制造立柱熔覆层及基体的应力分布及大小,分析不同熔覆厚度、熔覆材料、激光功率等参数对再制造立柱强度的影响。结果表明:再制造立柱各级缸体的应力均小于材料的屈服极限,满足强度要求;中缸内壁熔覆层局部应力大于材料的屈服极限;增大熔覆层厚度、选用较小弹性

销轴连接是液压支架结构件的主要连接形式,其可靠性对液压支架的正常使用具有重要影响。基于赫兹接触理论,建立销孔处接触应力理论模型;采用ADAMS对液压支架各结构件受力分析,得到销孔受力情况;基于有限元法分析销孔处接触应力、变形及塑性应变。结果表明:在顶梁扭转、底座扭转工况下,销轴连接接触应力超过材料的屈服极限,其接触应力分布结果具有较强的非线性;销孔应力主要集中在销孔前端接触部位,销孔塑性应变集中在销孔前端接触部位,表现

齿轮传动是机械传动中普遍采用的传动方式,而冲击载荷是造成其寿命缩短的主要原因。通过建立可控软启动（CST）齿轮箱传动系统虚拟样机三维模型,利用ADAMS对齿轮传动系统进行动力学仿真,研究冲击载荷对齿轮啮合力及其频域特性的影响,获得各级传动角速度和啮合力及其频谱曲线。仿真结果与理论值相近,验证了模型的正确性。冲击载荷使得振动能量增大,对应于其啮合频率处啮合力幅值增大。研究成果为后续考虑冲击载荷作用的齿轮疲劳强度计算提供数据支持。

行星齿轮传动的可靠性主要由能否在各行星轮间实现功率分流来决定。基于非线性有限元分析方法对行星轮系均载性能进行研究。以刮板输送机用可控软启动装置齿轮箱行星传动部分为研究对象,利用ANSYS/LS-DYNA进行非线性动力学仿真,求解得到各啮合副的动态接触力及其频谱曲线,分析了不同均载措施、冲击载荷、惯性载荷、输入转速及接触参数对系统均载性能的影响。研究结果表明,太阳轮与行星架同时浮动的均载效果显著,冲击载荷的作用与转速的增加将使行星轮间的载荷分配更不均匀,行星架的轻质可使行星轮间载荷分配更均匀。

齿轮箱箱体的力学特性直接影响着重型刮板输送机可控启动装置（CST）运行的可靠性。针对某型CST齿轮传动系统,采取动力学分析与试验研究相结合的手段,在额定载荷工况下,确定齿轮箱箱体的支承动反力及边界条件,分析其瞬态应力、振动响应特性,获取齿轮箱体的固有特性与刚度的薄弱位置;最后,开展CST齿轮箱加载试验,分析运转状态下箱体表面应力和振动信号及其频谱。分析表明,理论结果与实测数据具有一致性,箱体表面的最大动应力通常远小于其材料的许用应力,箱体和齿轮传动系统不会出现耦合共振现象,中间箱体为整个减速器箱体的刚度薄弱环节,且箱体在输出端的前部振动较大。研究结果为CST减速器结构的动态优化提供理论依据和数据支撑。