ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ ТРАНСМИССИИ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ПРОХОДЧЕСКИХ МАШИН

Расчет максимальных напряжений при изгибе и контактном взаимодействии зубьев шестерен осуществляется на основе известных соотношений, содержащих стандартным образом определяемые коэффициенты. Предложена новая методика расчетного определения показателей долговечности зубчатой передачи трансмиссии
тяжелонагруженных проходческих машин, позволяющая более точно оценить динамическую нагруженность зубьев. В рамках данной методики при вычислении максимальных действующих напряжений вместо удельной окружной динамической силы используются коэффициенты усиления упругого момента, определяемые по амплитудно- частотной характеристике передачи. Определены максимальные напряжения при изгибе зубьев, дана оценка вероятности безотказной работы технической системы. В качестве примера использования предложенной расчетной методики рассмотрена прямозубая цилиндрическая передача, используемая в приводе исполнительного органа проходческого комбайна. Проведено сопоставление расчетных оценок показателей надежности зубчатой передачи, полученных на основе стандартной методики и с использованием амплитудно-частотных характеристик. На графиках представлены амплитудно-частотная характеристика передачи, полученная с использованием динамической модели трансмиссии, а также кривые функций распределения ресурса передачи с различными циклами нагружения, построенные с использованием предложенной методики. В рассмотренном расчетном примере долговечность передачи для ступенчатого цикла нагружения выше более чем в 2 раза по сравнению с непрерывным циклом нагружения. Показано, что при использовании стандартно вычисляемого коэффициента, учитывающего динамическую нагрузку, расчетные оценки долговечности передачи оказываются значительно завышены. При этом погрешность стандартной методики будет зависеть от диапазона частот, при которых работает передача, и наиболее существенна эта погрешность при работе передачи вблизи собственных частот.

1. Прушак, В. Я. Научные основы повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей горных машин: дис. … д-ра техн. наук: 05.05.06 / В. Я. Прушак. – М., 2000. – 324 л.

2. Технологические схемы рудников ПО «Беларуськалий»: состояние, проблемы, перспективы совершенствования / А. Д. Смычник [и др.] // Гор. журн. – 2003. – № 7. – С. 16–20.

3. Анализ и пути повышения надежности отечественного и зарубежного горно-шахтного оборудования / В. Я. Щерба [и др.] // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. В, Приклад. науки. – 2005. – № 6. – С. 191–194.

4. Старовойтов, Ю. В. Проблемы реструктуризации калийных рудников Старобинского месторождения / Ю. В. Старовойтов, М. В. Прушак, Т. П. Щерба // Гор. информ.-аналит. бюл. – 2006. – Вып. 1. – С. 45–51.

5. Серенсен, С. В. Руководство по расчету на усталость деталей машин (в вероятностном аспекте) / С. В. Серенсен, В. П. Когаев. – М.: ВНИИНМАШ, 1972. – 48 с.

6. Серенсен, С. В. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность / С. В. Серенсен, В. П. Когаев, Р. М. Шнейдерович. – М.: Машиностроение, 1975. – 488 с.

7. Болотин, В. В. О прогнозировании надежности и долговечности машин / В. В. Болотин // Машиноведение. – 1977. – № 5. – С. 86–93.

8. Зубчатые передачи: справочник / Е. Г. Гинзбург [и др.]; под общ. ред. Е. Г. Гинзбурга. – М.: Машиностроение, 1980. – 416 с.

9. Когаев, В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / В. П. Когаев. – М.: Машиностроение, 1977. – 218 с.

10. Ишин, Н. Н. Динамика и вибромониторинг зубчатых передач / Н. Н. Ишин. – Минск: Беларус. навука, 2013. – 432 с.

11. Старовойтов, Ю. В. Разработка эквивалентной динамической модели и определение амплитудно-частотной характеристики привода исполнительного органа барабанного типа с вертикальной осью / Ю. В. Старовойтов, Н. А. Дакуко // Гор. информ.- аналит. бюл. – 2006. – Вып. 1. – С. 223–231.

12. Старовойтов, Ю. В. Методы и средства снижения динамических нагрузок в приводах выемочных машин / Ю. В. Старовойтов // Гор. механика. – 2008. – № 2. – С. 60–63.

13. Кучик, А. С. Моделирование работы исполнительного органа проходческого комбайна / А. С. Кучик, Е. В. Щерба, О. М. Волчек // Инновации на транспорте и в машиностроении: сб. тр. IV междунар. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 28–29 апр. 2016 г.: в 2 т. / Нац. минерально-сырьевой ун-т «Горный»; под ред. В. В. Максарова. – СПб., 2016. – Т. 2. – С. 34–37.