發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 14:47

　　 帶式輸送機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中是舉足輕重的運(yùn)輸設(shè)備,并朝著運(yùn)送量更大、適應(yīng)能力更強(qiáng)以及連續(xù)運(yùn)輸更穩(wěn)定的方向發(fā)展。大型帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程的動(dòng)態(tài)特性比較復(fù)雜,輸送機(jī)較大的動(dòng)張力可能導(dǎo)致輸送帶撕裂以及輸送機(jī)的劇烈振動(dòng),因此,有關(guān)帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和張緊系統(tǒng)的優(yōu)化方法應(yīng)運(yùn)而生。文章針對(duì)帶式輸送機(jī)大撓度、粘彈性以及大運(yùn)量的特點(diǎn),分析了不同運(yùn)行階段輸送帶動(dòng)張力分布的規(guī)律,解決了傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)動(dòng)張力的研究主要涉及輸送機(jī)特殊位置的張力而未兼顧整機(jī)張力分布的問題,為有效降低輸送帶的設(shè)計(jì)安全系數(shù),預(yù)防輸送帶撕裂提供了理論支撐,為輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和張緊系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)提供依據(jù)。根據(jù)帶式輸送機(jī)的基本特性,本文分析了三種研究帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)特性的方法,分別為牛頓分析法、有限元分析法和波動(dòng)分析法。對(duì)于大型帶式輸送機(jī),目前主流的研究方法是波動(dòng)分析法和有限元分析法。波動(dòng)分析法過于簡化輸送機(jī)模型,而忽略了諸多影響輸送機(jī)運(yùn)行動(dòng)態(tài)的因素,而且波動(dòng)方程的求解過于復(fù)雜;相比而言,有限元分析法可將輸送機(jī)進(jìn)行離散化,離散化的程度取決于計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,離散化的程度越高,考慮的因素越多就越逼近輸送機(jī)運(yùn)行的真實(shí)參數(shù)。常用的輸送帶離散模型有Maxwell模型和Kelvin-Voigt模型,分別表示輸送帶的松弛特性和滯后特性。由于輸送機(jī)運(yùn)行過程中輸送帶的滯后特性對(duì)輸送機(jī)動(dòng)態(tài)特性的影響遠(yuǎn)超過松弛特性,因此本文使用Kelvin-Voigt模型。本文利用AMESim軟件對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行離散化建模,并采用Harrison加速度起動(dòng)方式進(jìn)行起動(dòng),仿真得出在起動(dòng)、正常運(yùn)行以及緊急制動(dòng)工況下帶式輸送機(jī)分布式動(dòng)張力、速度以及加速度的三維曲線圖。仿真結(jié)果顯示,距離驅(qū)動(dòng)滾筒越遠(yuǎn)處的輸送帶速度波動(dòng)越劇烈,但整機(jī)的速度分布特性并不明顯。由機(jī)尾和機(jī)頭速度峰的相位差可求出彈性波在輸送帶中的傳播速度,該速度與用波速公式計(jì)算出的速度相一致。輸送機(jī)的加速度在張緊階段具有明顯的分布特性,在運(yùn)行過程中未出現(xiàn)明顯的分布特性,且一直保持很低的水平,整機(jī)沒有出現(xiàn)較大的柔性沖擊。輸送機(jī)動(dòng)張力的分布特性十分明顯,整個(gè)仿真過程中張力沿機(jī)頭到機(jī)尾都是遞減的,驅(qū)動(dòng)滾筒勻速運(yùn)行期間機(jī)頭的張力達(dá)到了機(jī)尾張力的2倍,機(jī)頭的最大張力是穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)張力的1.3倍。該分析方法兼顧了輸送機(jī)整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性分布,有利于帶式輸送機(jī)的優(yōu)化升級(jí)。本文提供了一種新的實(shí)驗(yàn)方法,通過對(duì)比試驗(yàn)臺(tái)輸送帶的張力和仿真張力來驗(yàn)證基于AMESim的帶式輸送機(jī)仿真方法的合理性。試驗(yàn)臺(tái)為21m長的可伸縮式帶式輸送機(jī),傳感器包括壓力傳感器、拉力傳感器和編碼器。壓力傳感器配合小輪子將輸送帶撐起一個(gè)夾角,通過該夾角的大小將壓力傳感器的數(shù)據(jù)換算為輸送帶的張力,這種方法可測(cè)量輸送帶上幾乎任意處的張力。最終結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線與仿真數(shù)據(jù)曲線的趨勢(shì)比較一致,說明本文仿真分析具有一定的可行性。本文的創(chuàng)新點(diǎn)包括輸送機(jī)分布式動(dòng)態(tài)特性的分析以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真方法的合理性。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH222

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本文編號(hào)：2819987