發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 05:53

【摘要】：帶式輸送機(jī)是當(dāng)今世界上最為重要的散狀物料運(yùn)輸設(shè)備之一,具有輸送量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用在煤炭、冶金、交通、水電、化工等部門(mén)。為解決托輥與輸送帶間摩擦引起的能耗問(wèn)題,永磁懸浮帶式輸送機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。以永磁支撐結(jié)構(gòu)代替普通帶式輸送機(jī)的托輥,使承載物料的磁性輸送帶懸浮起來(lái),實(shí)現(xiàn)無(wú)托輥低阻力運(yùn)行。論文采用理論計(jì)算、仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方法針對(duì)永磁懸浮帶式輸送機(jī)懸浮力、垂向穩(wěn)定性、側(cè)向穩(wěn)定性、磁阻力等力學(xué)特性展開(kāi)研究,試制物理樣機(jī)并開(kāi)展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。主要研究工作如下:磁性輸送帶—永磁懸浮支撐系統(tǒng)的受力平衡是永磁懸浮帶式輸送機(jī)運(yùn)行的首要問(wèn)題。磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式和修正系數(shù)求解困難是永磁懸浮支撐系統(tǒng)限制現(xiàn)有懸浮力計(jì)算公式廣泛應(yīng)用的兩個(gè)重要因素。論文基于分子環(huán)流假說(shuō)和畢奧—薩伐爾定律,結(jié)合磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量試驗(yàn),給出兩相斥釹鐵硼永磁體周?chē)艌?chǎng)數(shù)學(xué)表達(dá)式;設(shè)計(jì)制作大氣隙懸浮力測(cè)定裝置并開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析確定修正系數(shù),給出永磁懸浮系統(tǒng)懸浮力數(shù)學(xué)模型。穩(wěn)定性是影響永磁懸浮帶式輸送機(jī)能否正常工作的重要因素。針對(duì)垂向穩(wěn)定性問(wèn)題,以永磁懸浮帶式輸送機(jī)懸浮力數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),將單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)等效為非線性彈簧,建立懸浮支撐裝置垂向隨機(jī)振動(dòng)數(shù)學(xué)模型,數(shù)值求解隨機(jī)載荷作用下單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)模型振動(dòng)特性。為探尋更普遍意義情況下永磁懸浮系統(tǒng)垂向振動(dòng)特性,將懸浮系統(tǒng)永磁體分塊布置,分析永磁體厚度和氣隙大小對(duì)懸浮力的影響。將懸浮系統(tǒng)等效為磁力彈簧,二次擬合給出變剛度彈簧動(dòng)態(tài)特性表達(dá)式。ADAMS軟件仿真結(jié)果表明,永磁懸浮系統(tǒng)在隨機(jī)載荷干擾作用下能夠通過(guò)自身的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)趨于穩(wěn)定,具有垂向自適應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能。針對(duì)側(cè)向穩(wěn)定性問(wèn)題,分析平型、V型及槽型三種懸浮支撐結(jié)構(gòu),選取承載能力和防跑偏綜合性能最好的槽型結(jié)構(gòu)展開(kāi)研究。結(jié)果表明,槽型結(jié)構(gòu)永磁懸浮裝置側(cè)向具有自動(dòng)回正調(diào)整功能。永磁懸浮帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)了無(wú)托輥磁力懸浮支撐,磁阻力成為主要運(yùn)行阻力。論文探索磁阻力在不同速度情況下受氣隙、永磁體材料、永磁體間距等因素影響的變化規(guī)律,為永磁懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和永磁體參數(shù)選擇提供依據(jù)。為全面描述永磁懸浮帶式輸送機(jī)工作性能,優(yōu)化永磁懸浮系統(tǒng)工作效率,將浮阻比(懸浮力與磁阻力比值)作為優(yōu)化目標(biāo),提出了一種確定永磁懸浮帶式輸送機(jī)最佳浮阻比的方法。建立了考慮速度的浮阻比優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,給出磁性帶最優(yōu)運(yùn)行速度,為永磁懸浮系統(tǒng)最佳運(yùn)行參數(shù)選擇提供參考。針對(duì)永磁懸浮帶式輸送機(jī)磁密利用率低等問(wèn)題,提出Halbach型永磁懸浮帶式輸送機(jī)支撐結(jié)構(gòu),研究Halbach型模型磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)分布。結(jié)果顯示,永磁體表面4mm處,Halbach型模型磁感應(yīng)強(qiáng)度比傳統(tǒng)型增大2倍左右;磁場(chǎng)主要分布在永磁體中間位置,有利于磁性帶的布置。分析Halbach型模型中磁性帶寬度、厚度和永磁體厚度對(duì)磁性帶懸浮力的影響,優(yōu)化永磁懸浮系統(tǒng)尺寸參數(shù)。實(shí)例計(jì)算結(jié)果顯示,Halbach型模型懸浮力比傳統(tǒng)永磁體模型最多可增大3倍左右。制作永磁懸浮帶式輸送機(jī)物理樣機(jī),設(shè)計(jì)機(jī)架、磁性帶、張緊裝置、隔磁板、永磁懸浮支撐裝置、滾筒組、驅(qū)動(dòng)裝置等。試運(yùn)行觀察樣機(jī)懸浮特性,并分別在靜止和運(yùn)行狀態(tài)下試驗(yàn)測(cè)定樣機(jī)懸浮力,驗(yàn)證了永磁懸浮理論在帶式輸送機(jī)中應(yīng)用的可行性。圖[90]表[19]參[148]。
【圖文】：

下優(yōu)點(diǎn)［２６＿２８］：逡逑１．磁懸浮支撐非接觸支撐，輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)械摩擦，系統(tǒng)磨損��；逡逑２．運(yùn)行阻力小，無(wú)噪聲，能耗低；逡逑３．運(yùn)動(dòng)部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和維修方便，費(fèi)用低；逡逑４．運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)小，可實(shí)現(xiàn)高帶速運(yùn)行；逡逑５．懸浮力隨氣隙增大而減小，能克服局部過(guò)載的影響。逡逑本文基于理論和實(shí)驗(yàn)研究及計(jì)算機(jī)仿真等方法對(duì)永磁懸浮帶式輸送機(jī)運(yùn)的工作機(jī)理、懸浮支撐裝置平衡條件及橫向、側(cè)向外部載荷干擾問(wèn)題和題進(jìn)行研究，以克服磁懸浮輸送機(jī)實(shí)際應(yīng)用的理論壁壘，為后續(xù)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。對(duì)節(jié)約能源，構(gòu)建和諧社會(huì)，也具有重要的理論義。逡逑帶式輸送機(jī)研究發(fā)展現(xiàn)狀逡逑傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)逡逑

氣墊輸送機(jī)（如圖１－２）是用薄氣膜支承輸送帶及其上物料的帶式輸送機(jī)逡逑它將托輥帶式輸送機(jī)的托輥用帶孔的氣室盤(pán)槽代替，當(dāng)氣源向氣室內(nèi)提供具有一逡逑定壓力和流量的空氣后，氣室內(nèi)的空氣經(jīng)盤(pán)槽上的小孔逸出，在輸送帶和盤(pán)槽之逡逑間形成一層具有一定壓力的氣膜支承輸送帶及其上部物料。把按一定間距布置的逡逑托輥支承變成了連續(xù)的氣墊支承，，使輸送帶與托輯之間的滾筒摩擦變成輸送帶與逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH222

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2624360