【摘要】：本文針對重力式抱索器自身較重、體積大、在脫繩時容易卡死、不能進行斜坡轉(zhuǎn)彎、鉸孔容易開裂等缺點和不足,以及設(shè)計理論體系的不完整,研究抱索器的運動特點及結(jié)構(gòu)特征,提出其核心部件的四桿機構(gòu)工作原理。為設(shè)計抱索器抱緊力,采用杠桿比衡量抱索器四桿機構(gòu)的增力效果,進而確定抱索器關(guān)鍵零件的有效尺寸。為保證抱索器抱繩的穩(wěn)定性,又能在脫繩時靈活自如,采用包形系數(shù)衡量其作用效果,通過鉗口理論,設(shè)計抱索器的包形角。增設(shè)輪架和摩擦板,為抱索器脫繩后在軌道上的運行提供平衡支撐和動力。最后,通過仿真分析和實驗研究論證設(shè)計理論的可靠性,為抱索器的開發(fā)和設(shè)計提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。 針對可摘掛式抱索器系統(tǒng)特性要求,采用Pro/E進行數(shù)字樣機裝配并檢查裝配精度,為抱索器的優(yōu)化設(shè)計提供尺寸設(shè)計依據(jù)和裝配數(shù)據(jù)。利用Pro/Mechanical平臺對抱索器進行運動分析,檢測抱索器各個零件的運動狀態(tài)以及是否存在空間干涉和運動過度現(xiàn)象,為抱索器活動抱卡的張開角度提供三維數(shù)據(jù),確保抱索器運動性能的實現(xiàn)。通過ANSYS仿真模態(tài)分析,提取抱索器的模態(tài)參數(shù),改善抱索器結(jié)構(gòu)布置和尺寸,提高易引起共振的低階固有頻率,減少因振動對抱索器零部件造成的損壞,確保抱索器安全穩(wěn)定運行。再運用ANSYS應(yīng)力應(yīng)變仿真模塊,研究應(yīng)力應(yīng)變的分布規(guī)律,對活動抱卡應(yīng)力集中的危險部位(鉸孔和內(nèi)外抱體連接處),采用增厚或增大過度角等安全設(shè)計手段減小應(yīng)力集中,保證抱索器的危險截面的可靠性。 實驗研究中引入間接測力概念,通過測定抱索器抱緊鋼塊的變形,獲得鋼塊所受壓力即為抱索器抱緊力,經(jīng)過反復(fù)測試,求得抱索器平均杠桿比,驗證設(shè)計理論的可靠性。通過抱索器試驗?zāi)B(tài),對抱索器低階自然頻率的測定,驗證抱索器結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性,以及仿真模態(tài)分析時邊界條件設(shè)定的合理性。借助應(yīng)變實驗,測試抱索器內(nèi)外抱體關(guān)鍵部位(抱頭和鉸孔)的應(yīng)變量,對仿真中應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律進行校驗,確定抱索器核心零部件的危險截面,并優(yōu)化危險截面的承載能力。 本文對可摘掛式抱索器從理論、仿真到實驗進行系統(tǒng)性的分析研究,為抱索器的優(yōu)化設(shè)計和優(yōu)化性能提供理論及實驗數(shù)據(jù),經(jīng)過三方面的對比分析,用理論計算指導(dǎo)抱索器的設(shè)計,以仿真分析優(yōu)化抱索器活動抱卡的結(jié)構(gòu)和尺寸,最后以實驗檢驗優(yōu)化后的效果及前期設(shè)計的準確性,為企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)提供參考。
【圖文】：

又稱吊車、空中纜車[2]，主要應(yīng)用于旅游景點的游客或貨物的運送。目前也被作為繁華都市的公共交通工具使用[3]，如國內(nèi)重慶的嘉陵江過江索道和長江過江索道以及美國紐約市羅斯福島空中索道，如圖1一1所示。另一類是地下架空乘人索道即礦山載人索道[4]，主要運用于礦山作業(yè)人員和礦石的運送，其中用來輸送作業(yè)人員的索道俗稱“猴車”[5l。二十世紀60一70年代歐美國家采礦業(yè)正是蓬勃發(fā)展時期，載人索道的生產(chǎn)與研發(fā)也達到了頂峰。當時可查相關(guān)專利達到232項，但是隨著資源的匾乏，人們對環(huán)境保護意識的增強，二十世紀70年代中后期歐美部分廠家開始研發(fā)地面旅游索道，用于滑雪場及旅游景點的旅客輸送 16.7j。二十世紀60年代后期中國山東淄博煤礦架設(shè)了國內(nèi)第一條礦山載人索道，也拉開了國內(nèi)礦山應(yīng)用索道進行人力輸送的序幕[5l，但是由于經(jīng)濟條件的限制，這一應(yīng)用并沒有得到有力推廣。圖1一1嘉陵江過江索道及羅斯福島空中索道二十一世紀中國迎來了發(fā)展新紀元，隨著改革開放的深入，國內(nèi)能源需求市場的擴大以及經(jīng)濟快速發(fā)展的需要

企業(yè)苦于沒有理淪指導(dǎo)進行抱索器的研發(fā)，現(xiàn)用技術(shù)基本來自歐美二十世紀60一70年代的專利，由此可見對抱索器系統(tǒng)的理論研究勢在必行。圖1一2張家界大門山索道圖1一3井岡山筆架山索道從經(jīng)濟角度分析，斜長為7455m的張家界天門山索道(如圖1一2所示)總投資為2.26億元人民幣，斜長為5200m的井岡山筆架山索道(如圖1一3所示)僅從國外購進設(shè)備就耗費了8000萬元。建于1997年的浙江普陀山索道全長僅為105Om，設(shè)備造價就高達3800多萬元，國內(nèi)旅游索道的技術(shù)和設(shè)備基本是來自奧地利的DoPpelmayr或法國的POMA公司，以上無一不透露著巨大的經(jīng)濟潛力。而抱索器又是整條索道的核心，國外之所以沒有相關(guān)的研究文獻刊出，，應(yīng)該是企業(yè)的一種技術(shù)壟斷保護，所以對抱索器的研究不但是突破國外技術(shù)封鎖的關(guān)鍵，也是索道生產(chǎn)研發(fā)實現(xiàn)本土化的利器。2架空乘人索道研究及發(fā)展概況人類歷史上第一條架空索道是古代中國巴蜀人發(fā)明并使用的
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH235

【參考文獻】

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本文編號：2583441