论文部分内容阅读
为了满足刮板输送机平稳启动与可靠运行的需求,延长相关机械设备的使用寿命,可控启动装置广泛运用于煤矿综采装备中。可控启动装置的核心部分是液黏传动装置。双圆弧油槽摩擦副对液黏传动装置的流场特性与转矩特性影响显著。但当考虑油槽结构参数时,摩擦副间流场的数值模拟过程繁琐且重复性强,所以针对双圆弧油槽参数对转矩特性研究甚少,因此有必要寻找一种经济准确的研究方法,对双圆弧油槽结构参数进行准确研究的同时,辅助摩擦副的设计。本文研究了双圆弧油槽参数对液黏传动输出转矩的影响,利用多学科优化软件iSIGHT建立了集油槽结构参数化设计、流场数值模拟、试验设计与参数优化为一体的油槽参数优化平台,以改善液黏传动装置转矩特性,优化了双圆弧油槽结构参数。推导分析了纯油膜剪切阶段油膜剪切转矩与油液冲击转矩的形成机理,建立了液黏传动输出转矩的数学模型。分析了液黏传动摩擦副双圆弧油槽宽度、油槽对数、偏心距、内圈偏心圆直径与油槽深度对液黏传动装置输出转矩的影响。结果表明:在纯油膜阶段液黏传动输出转矩主要由油膜剪切作用产生的剪切转矩与油液冲击转矩组成。油槽宽度减小、油槽对数降低、偏心圆内圈直径减少、偏心距增大都可以使液黏传动的输出转矩增大;而油槽深度变化会使液黏传动装置输出转矩产生波动。利用正交数组进行试验设计,建立了RSM响应曲面近似模型,探究了各个参数的敏感性、主效应与交互效应。偏心距与内圈偏心圆直径是影响液黏传动输出转矩的敏感因素,且两者间具有较强的交互作用。利用ASA算法模拟了退火过程,以提高液黏传动装置输出转矩为优化目标对双圆弧油槽参数进行了优化,寻找出油槽参数的最佳配置。集CAD参数化建模、CFX流场数值模拟、DOE试验设计、RSM近似模型与ASA模拟退火算法为一体的iSIGHT油槽参数分析优化平台,可以大大减少计算代价,提高设计效率,为液黏传动装置摩擦副油槽设计提供一种可行的方法与理论基础。