采煤机主轴轴承寿命预测研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ocean0228
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目前国内外主要使用采煤机来开采煤矿,其中主轴轴承是采煤机的重要组成部件,其疲劳寿命直接影响着采煤机的工作效率。因此,关于采煤机主轴轴承疲劳寿命的研究具有重要的实际意义和理论价值。在以往的轴承疲劳寿命研究中,大多数学者主要通过对轴承动力学仿真得到应力值来预测轴承的寿命,然而轴承的工况参数作为影响采煤机主轴轴承寿命的重要因素之一,在预测轴承寿命时往往容易被忽略,因此本文主要研究轴承不同工况参数对轴承应力的影响情况,并将其应用于轴承的寿命预测中,从而更加高效的预测轴承的疲劳寿命。本文以采煤机主轴轴承NJ2232为研究对象,主要研究工作为:(1)建立轴承在不同工况参数下应力值的样本集。首先对采煤机主轴轴承进行受力分析,根据Hertz理论公式计算轴承接触应力的理论值,建立轴承三维模型,通过有限元分析获得了轴承在不同工况下的应力情况值;(2)建立增加冲量项和自适应调节学习率以及多层训练法确定网络结构的改进型BP神经网络数据挖掘模型,并分析了采煤机主轴轴承的不同工况参数影响轴承接触应力和疲劳寿命的重要度排序,为有效提高轴承的疲劳寿命提供了理论依据;(3)根据疲劳损伤积累理论和疲劳寿命计算对轴承进行疲劳寿命预测,考虑轴承的各工况因素对应力值的影响,分析结果更加符合轴承的实际运行情况,从而提高了轴承寿命预测的准确性。本文研究的方法可以为采煤机主轴轴承的工况参数选择与运行维护提供了技术支撑。通过有限元分析获得的应力云图可以看出轴承各元件受到接触应力的差别,与轴承的实际受力情况相符。通过数据挖掘分析表明,对接触应力的影响最大的影响因素为载荷,其影响因子为0.63,相对而言转速、润滑对其影响较小,影响因子分别为0.25、0.12。改进型BP神经网络算法分析轴承工况参数的影响更加符合轴承实际运行工况,要比传统的控制变量法研究轴承工况参数得出的结论准确性更高。应用名义应力法,根据主轴轴承的S-N曲线与Miner线性疲劳损伤累积理论来预测轴承在不同工况下工作的疲劳寿命为2.42年(24小时工作制),在充分考虑了工况因素对接触应力影响的基础上预测轴承疲劳寿命为2.15年(24小时工作制)。
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