發(fā)布時(shí)間：2020-04-20 02:19

【摘要】：帶式輸送機(jī)是礦井主要運(yùn)輸設(shè)備之一。換向滾筒作為帶式輸送機(jī)的主要組成部分,其作用為增大圍包角和改變輸送帶的運(yùn)行方向,它的輕量化對(duì)于帶式輸送機(jī)的安全可靠運(yùn)行具有重要工程意義。本文通過構(gòu)建某型號(hào)的換向滾筒有限元分析模型,考慮強(qiáng)度、剛度和頻率等約束條件,用多種方法對(duì)換向滾筒進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要工作如下:(1)換向滾筒確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合滾筒有限元靜力分析,運(yùn)用BBD實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù),構(gòu)建換向滾筒最大位移和應(yīng)力的二次響應(yīng)面近似代理模型;進(jìn)而建立以滾筒質(zhì)量為目標(biāo)函數(shù),以位移和應(yīng)力為約束條件的換向滾筒優(yōu)化模型,并采用序列二次規(guī)劃方法對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化求解。對(duì)某型號(hào)帶式輸送機(jī)換向滾筒優(yōu)化結(jié)果表明,在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的前提下,滾筒質(zhì)量減少了 13.37%。(2)換向滾筒穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)。在響應(yīng)面擬合函數(shù)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了換向滾筒穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,該模型采用概率模型描述不確定變量,以筒殼厚度、筒轂厚度和筒轂內(nèi)徑的均值和標(biāo)準(zhǔn)差為設(shè)計(jì)變量,以滾筒質(zhì)量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差為目標(biāo)函數(shù),以位移和應(yīng)力為穩(wěn)健約束條件,采用序列二次規(guī)劃法對(duì)換向滾筒穩(wěn)健性優(yōu)化模型進(jìn)行求解。優(yōu)化結(jié)果表明,在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的前提下,滾筒質(zhì)量減少了4.98%。且穩(wěn)健性優(yōu)化結(jié)果均大于確定性優(yōu)化的結(jié)果,表明了穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性,也為符合工程實(shí)際需求的滾筒設(shè)計(jì)制造提供有益的理論依據(jù)和參考。(3)換向滾筒多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。以滾筒質(zhì)量和固有頻率為目標(biāo)函數(shù),以位移和應(yīng)力為約束條件建立了換向滾筒優(yōu)化模型,通過Ansys Workbench優(yōu)化模塊,采用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)滾筒進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。換向滾筒優(yōu)化結(jié)果表明,在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的前提下,換向滾筒的一階固有頻率從261.88Hz增加到300.511Hz,換向滾筒的質(zhì)量也從1288.4kg降低到1178.1kg。
【圖文】：

圖 1.1 帶式輸送機(jī)式輸送機(jī)的組成零部件比較多，各零件的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，其零部件分別是、上下托輥、傳動(dòng)滾筒、換向滾筒和逆止器等(圖 1.2)。其中，電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)提供動(dòng)力，，換向滾筒的主要作用是增加傳動(dòng)圍包角和改變輸送帶的運(yùn)

圖 1.2 帶式輸送機(jī)典型整機(jī)結(jié)構(gòu)1 頭部漏斗；2 頭架；3 頭部清掃器；4 傳動(dòng)滾筒；5 安全保護(hù)裝置；6 輸送帶；7 承載托輥；8 緩沖托輥；9 導(dǎo)料槽；10 換向滾筒；11 螺旋拉緊裝置；12 尾架；13 空段清掃器；14 回程托輥；15 中間架；16 電動(dòng)機(jī)；17 液力耦合器；18 制動(dòng)器；19 減速器；20 聯(lián)軸器
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O224;TH222

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2634026