Wpływ podziałki międzysegmentowej na współpracę koła napędowego z zębatką o owalnym przekroju sworzni w mechanizmie posuwu 2BP – analiza MES

• Autorzy: Twardoch K. , Nawrat A.

Warianty tytułu

EN

Influence of the intersegment scale on interaction of drive gear with a rack with an oval cross-section pins at the EICOTRACK haulage mechanism – FEM analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono propozycję analizy numerycznej współpracy koła napędowego z zębatką o owalnym przekroju sworzni w mechanizmie EICOTRACK (2BP – mechanizm bezcięgnowego posuwu z dwoma kołami napędowymi) przy uwzględnieniu wpływu zmian podziałki międzysegmentowej. System bezcięgnowego posuwu 2BP odwzorowano w przestrzeni trójwymiarowej środowiska CAD kreując modele geometryczne koła napędowego i zębatki sworzniowej. Model mechanizmu 2BP został uproszczony ze względu na skomplikowany proces osiatkowania (meshing process) oraz długi czas analizy MES, wynikający ze złożoności obliczeniowej. Analiza MES, przeprowadzona w programie ANSYS Workbench, miała na celu wyznaczenie wartości siły międzyzębnej oraz kierunków jej działania podczas posuwu dla symulowanych zmian skokowych odstępu między segmentami zębatki. W pierwszej części artykułu przedstawiono bezcięgnowy system posuw EICOTRACK, stosowany w kombajnach ścianowych, który w Polsce jest produkowany pod nazwą 2BP. Następnie przedstawiono sposób parametryzowania modelu przestrzennego mechanizmu 2BP w programie ANSYS. Przeprowadzono kolejne etapy modelowania parametrów współpracy koła napędowego ze sworzniami segmentu zębatki – modelowanie kontaktu, warunków brzegowych itd. Przeprowadzono dyskretyzację modelu, dokonując podziału continuum modelu bryłowego na elementy skończone. Zamodelowano siły działające na koło. Wykonano badania w oparciu o model quasi-dynamiczny z użyciem Metody Elementów Skończonych. Wyniki analizy MES zilustrowano graficznie w postaci charakterystyk składowej pionowej siły międzyzębnej.

EN

The article presents a proposal for numerical analysis of the interaction of drive gear with a rack with an oval cross-section pins at the EICOTRACK haulage mechanism with two drive wheels (2BP) taking into account the influence of changes of the intersegment scale. The 2BP chainless haulage system was modeled in three-dimensional CAD environment by creating geometrical 3D models of the drive gear and rack pins. Due to the complicated meshing process and long FEA, resulting from the computational complexity, model of 2BP mechanism has been simplified. The aim of the FEM analysis, carried out in ANSYS Workbench, was to determine the values of intermesh force and directions of its impact during the feed for the simulated changes in pitch between the rack segments. The first part of the paper presents the EICOTRACK type chainless haulage system applied in longwall shearers, which is produced in Poland under the name 2BP. Then shown by the way of parameterization spatial 3D model of 2BP mechanism in ANSYS. It was conducted by the consecutive steps of modeling the interaction parameters relating to the drive gear with rack pins included the contact modeling, boundary conditions etc. Model discretization was made by sharing the continuum of solid model into finite elements. Forces acting on the drive gear was modeled. Tests were performed using a quasi-dynamic model by using the Finite Element Method. The results of FEM analysis are illustrated graphically in the form of characteristics a vertical component of intermesh force.

Słowa kluczowe

PL

Eicotrack; 2BP; mechanizm posuwu; napędowe koło zębate; zębatka; sworzeń owalny; kombajn ścianowy; CAD; MES

EN

Eicotrack; 2BP; haulage system; drive gear; rack; oval pin; longwall shearer; CAD; MES

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 6, iss. 2
• Strony: 283--300
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz.

Twórcy

autor

Twardoch K.

• Politechnika Śląska. Wydział Górnictwa i Geologii. Instytut Mechanizacji Górnictwa, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice, Polska

autor

Nawrat A.

• Politechnika Śląska. Wydział Górnictwa i Geologii. Instytut Mechanizacji Górnictwa, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice, Polska

Bibliografia

• 1. E. Pieczora, A. Mazurkiewicz, A. Tarkowski, A. Zachura. „Innowacyjny system posuwu FLEXTRACK – koncepcja i wirtualne prototypowanie,” KOMTECH 2015, Innowacyjne techniki i technologie dla górnictwa. Bezpieczeństwo – Efektywność – Niezawodność, Gliwice, 2015, pp. 210-222.
• 2. J. Piekło, M. Maj, R. Żuczek, S. Pysz. „Assessment of durability of the toothed segment based on FEM analysis and low fatigue cycle test.” Archives of Foundry Engineering, vol. 16, issue 4, pp.113-118, 2016.
• 3. W. Sikora et al. Obciążenia dynamiczne w układach ciągnienia wysoko wydajnych kombajnów ścianowych. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2005.
• 4. W. Sikora, P. Cheluszka, E. Remiorz, P. Sobota. „Komputerowe diagnozowania obciążenia mechanizmu ciągnienia kombajnu ścianowego,” 22. Mezinárodní Konference „Technická diagnostika strojů a výrobních zařízení DIAGO 2004”, Ostrava, 2004.