周海峰等

摘要： 通过模拟采煤机工作实际工况，对扭矩轴进行加载试验，测试出被试件屈服扭矩和断裂时的最大扭矩 、及断裂时的相对扭转角。验证扭矩轴安全系数在设计上与试验结果是否相符，对扭矩轴设计具有很好的指导意义。

关键词： 扭矩轴；扭矩；扭转角

中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0027-02

0 引言

采煤机扭矩轴作为截割扭矩轴[1]传动系统的弹性缓冲装置，安装在截割电机空心轴内两端，在传动系统中的作用以及结构应具备以下几个方面的性能：弹性缓冲，过载保护，传递动力。其合理设计对采煤机截割部传动件强度保护有很大意义。

1 试验概述

测试对象：采煤机截割部扭矩轴如图1；测试项目：静扭试验；试验工况：对被试件均匀缓慢加载扭矩，测试及记录屈服扭矩Ms和断裂时的最大扭矩Mb，断裂时的相对扭转角？准。试验仪器：①扭矩倾角传感器：测量加载扭矩；②倾角传感器：扭转角测量；③计算机及采集卡：记录实验数据；④无限接收器：测量应变；⑤数码相机：图像采集；⑥加载直流电机：控制输入转速；⑦减速机：降低输入转速、转矩。

2 试验方法

采用直流电机（355Kw）输出转速（100r/min）用以被试件单位时间转角的方法控制进行加载，通过无限接收器及扭矩传感器记录输入转矩，通过倾角传感器记录扭转角度。动力传动路线为：直流电机—万向节联轴器—扭矩传感器—万向节联轴器—直齿减速机（速比80）—扭矩轴—固定板，通过减速机串联用以降低被试件单位时间扭转角度。扭矩传感器安装在两减速机之间，用以降低扭矩传感器量程。应变片无限接收器及倾角传感器安装在被试件上，用以直接采集出被试件应变扭矩值及扭转角度。通过试验如图2，测试被试件屈服扭矩Ms和断裂时的最大扭矩Mb 、及断裂时的相对扭转角？准。

3 试验状况

采煤机截割部扭矩轴如图3静扭试验时，两端花键固定，逐步加载扭断扭矩轴如图4。

4 采集结果分析

分析结果，采煤机扭矩轴断裂曲线如图5所示。

分析表，如表1所示。

5 结论

综合上述试验结果分析，可得出如下结论：

①扭矩轴[2]安全系数在设计上与试验结果相符，误差率满足设计要求（±5%）。

②经试验证明，改进后的扭矩轴安全系数比改进前的提高11%，对实际井下使用有很大的指导意义。

③采煤机扭矩轴使用过程中，考虑到传动件的整体性能，设计上扭矩轴安全系数偏低。

④对设计的扭矩轴抽样进行加载试验，检验断裂面硬度等机械性能。

⑤跟踪矿上其它扭矩轴的使用情况，根据实际情况，适当改进扭矩轴安全系数。

参考文献：

[1]武文虎.采煤机摇臂扭矩轴设计[J].煤矿机械，2012/11.

[2]伊茂森.进口采煤机扭矩轴的国产化研制[J].中国煤炭， 2003（04）.

[3]陈建文，浦国树，王雅萍.弹性扭矩轴的设计[J].煤矿机电，1998（01）.endprint