Оценка остаточного ресурса крупномодульных зубчатых передач горных машин на основе измерения их поверхностной твердости

• Автор: Звонарев, Иван Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ГОРНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

1.1 Нагрузки и условия работы горных машин

1.2 Трансмиссии горных машин

1.3 Крупномодульные открытые зубчатые передачи горных машин

1.4 Мероприятия по повышению долговечности трансмиссий горных машин

1.5 Изменение твердости поверхностного слоя элементов зубчатых передач

экскаватора типа ЭКГ

1.6 Обзор и классификация процессов деградации механических свойств металла.

1.7 Кинетика разрушения материалов зубчатых колес
1.8 Энергетический подход в оценке остаточного ресурса
Выводы по главе
Задачи исследования
ГЛАВА 2 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
ТРАНСМИССИЙ ГОРНЫХ МАШИН НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ
ПОВЕРХНОСТНОЙ ТВЕРДОСТИ ИХ ЗУБЬЕВ
2Л Оценка контактной и изгибной выносливости зубьев
2.1.1 Расчет зубьев на контактную прочность
2.1.2 Расчет зубьев на прочность при изгибе
2.2 Оценка износа зубьев зубчатого колеса
2.3 Энергетический ресурс зубчатой передачи
2.4 Оценка остаточного ресурса зубчатых колес с учетом эволюции поверхностной твердости их зубьев
2.4.1 Накопление деформационной поврежденности зубьев зубчатых колес горных машин на основе взаимного превращения дефектов кристаллического строения их материла
2.4.2 Изменение твердости поверхности, как показатель остаточного ресурса зубчатой передачи

2.4.3 Оценка остаточного ресурса зубчатого колеса по результатам измерений
твердости
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТВЕРДОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ РАЗРУШЕНИИ
3.1 Программа экспериментальных исследований. Обработка данных
3.2 Выбор параметров образцов и оборудования
3.3 Маятниковый стенд
3.3.1 Описание и принцип работы стенда
3.3.2 Физические и геометрические параметры стенда
3.3.3 Экспериментальная оценка затухающих колебаний
3.4 Оценка геометрических параметров образцов после разрушения растяжением
3.5 Оценка изменения твердости образцов
3.5.1 Оценка твердости образцов, разрушенных растяжением
3.5.2 Оценка твердости образцов после разрушения на маятниковом стенде
3.5.3 Математическая обработка результатов экспериментов на маятниковом стенде
3.5.4 Оценка твердости медных образцов после разрушения
3.5.5 Оценка твердости после разрушения стандартных образцов
3.6 Оценка твердости шестерен
3.6.1 Измерения твердости поверхностного слоя зуба шестерни
3.6.2 Измерения твердости поверхностного слоя зуба колеса
Выводы по главе
ГЛАВА 4 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС КРУПНОМОДУЛЬНЫХ ОТКРЫТЫХ ПЕРЕДАЧ ТРАНСМИССИЙ ГОРНЫХ МАШИН
4.1 Методика определения остаточного ресурса зубчатого колеса крупномодульной зубчатой передачи горной машины
4.2 Методика определения остаточного ресурса зубчатого колеса при эксплуатации трансмиссии в горной машине

Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Приложение Б

Я А >

100 150
Число зубьев

Рисунок 1.19 - Номенклатура открытых зубчатых передач: я экскаваторов типа ЭКГ; А экскаваторов типа ЭШ; ♦ шаровых мельниц и трубчатых печей В процессе эксплуатации экскаваторов в результате действия циклических и кратковременных нагрузок в зубчатых колесах происходит постоянное накопление повреждений (образование участков поверхностного выкрашивания, пластических деформаций, задиров, зарождении усталостных микротрещин и т.д.).
Причины повреждения зубчатых колес, которые приняты типовыми для всего карьерного оборудования являются:
1. Излом - усталостный, статический или из-за попадания инородного предмета. Данный вид повреждения, представлен на рисунке 1.20, не является самым распространенным, однако представляет наибольшую опасность, поскольку приводит к внезапной остановке машины; кроме того, разрушившийся зуб или часть его может, в свою очередь, привести к поломке других деталей редуктора (зубчатых колес, подшипников). В случае выламывания зуба вал-шестерни он может быть захвачен консистентной смазкой во впадине зубчатого венца, что ведет к накатыванию на обломок и приводит к тяжелым разрушениям зубчатого венца, вал-шестерни, поворотных стаканов платформы и металлоконструкции базы, что чревато крупными убытками из-за продолжительных ремонтов.