采煤机摇臂齿轮传动系统固-热-力耦合特性分析

陈洪月^1,2,3，李玉珠¹，张钊¹，毛君¹，宋秋爽⁴

1. 辽宁工程技术大学机械工程学院2. 煤炭工业协会高端综采成套装备动力学测试与大数据分析中心3. 辽宁工程技术大学国家地方联合矿山液压技术与装备工程研究中心4. 中国煤矿装备有限责任公司

摘 要：针对采煤机摇臂齿轮传动系统瞬态温度高,容易引起齿面胶合的问题,采用齿轮混合弹流润滑理论和虚拟仿真技术研究了不同环境温度下惰轮齿轮的生热特性。以Reolands黏温黏压效应、Ree-Eyring模型、非牛顿流体理论为基础,综合考虑润滑条件下齿轮摩擦因数、齿轮油膜刚度与油膜阻尼、对流换热系数等参数对齿轮传动系统生热效益影响,建立了润滑条件下齿面实时摩擦因数计算公式,再将公式导入COMSOL Multiphysics数学模块中获得了不同初始温度下的摩擦因数值,再以采煤机实验测试载荷为激励,采用COMSOL多体动力学模块与固体传热模块对惰轮齿轮的固-液-热耦合特性进行分析研究,结果表明:环境温度在281.15³11.15 K内,齿轮在啮合节点温度接近于环境温度,环境温度与温差成反比,环境温度与温升成正比。

关键词：采煤机;齿轮;弹流润滑;摩擦因数;环境温度;