本文選題：刮板輸送機(jī) + 中部槽��； 參考：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：刮板輸送機(jī)是煤礦綜采工作面智能化成套裝備的重要組成部分之一,中部槽作為刮板輸送機(jī)的機(jī)身和物料承載機(jī)構(gòu),其性能直接影響到刮板輸送機(jī)的輸送能力和整機(jī)工作的穩(wěn)定性與可靠性,進(jìn)而對煤炭的輸送效率產(chǎn)生較大的影響。同刮板輸送機(jī)中其他部件相比,中部槽的建模過程較為復(fù)雜,且不同型號中部槽的型式差別較大;中部槽的典型工況主要為推溜、拉架等,運行過程中受力比較復(fù)雜,其主要的失效形式為過度磨損和斷裂,因此中部槽也是整個三機(jī)配套裝備中使用量和消耗量較大的部件。綜上,對刮板輸送機(jī)的中部槽進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計與分析是十分有必要的。本文以SGZ764/400型礦用刮板輸送機(jī)的中部槽為基礎(chǔ),在ANSYS環(huán)境中,直接利用APDL參數(shù)化設(shè)計語言將中部槽的關(guān)鍵尺寸設(shè)置為變量。根據(jù)不同型式中部槽結(jié)構(gòu)差異較大的特點,采用模塊化的建模方法,運用命令流輸入的方式,對中部槽進(jìn)行了參數(shù)化建模,實現(xiàn)了更改尺寸參數(shù)就能夠迅速建立相應(yīng)中部槽模型的功能。根據(jù)中部槽的尺寸參數(shù),建立了中部槽的有限元模型,并將網(wǎng)格劃分的單元長度、材料屬性參數(shù)和載荷參數(shù)等實現(xiàn)了參數(shù)化,完成了中部槽在推溜和拉架兩種典型工況下的參數(shù)化靜力學(xué)分析,實現(xiàn)了更改有限元參數(shù)便可對中部槽快速進(jìn)行有限元建模、分析、求解的功能。對中部槽在推溜和拉架工況下的應(yīng)力云圖進(jìn)行對比分析,分別獲取了中部槽在兩種工況下的應(yīng)力集中部位,為中部槽的疲勞分析奠定的基礎(chǔ)。在中部槽靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,利用ANSYS Workbench軟件中的Fatigue Tool模塊,完成了中部槽的疲勞壽命分析。通過觀察中部槽的疲勞壽命云圖、疲勞安全系數(shù)云圖和疲勞敏感度曲線圖,獲取了中部槽最容易發(fā)生疲勞破壞的部位,為中部槽的優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)�；谕�?fù)鋬?yōu)化的基本理論和方法,完成了中部槽在兩種典型工況下的拓?fù)鋬?yōu)化分析。依據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化分析結(jié)果和中部槽在實際工況下的使用情況,對中部槽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,并對優(yōu)化后的中部槽進(jìn)行了靜力學(xué)分析和疲勞分析。結(jié)果顯示,改進(jìn)后的中部槽結(jié)構(gòu)在底板上去除了兩部分材料,減輕了中部槽的重量和體積,節(jié)省了材料和資源,滿足強(qiáng)度和疲勞壽命方面的要求,而且在中部槽實際的工作環(huán)境中更方便底板中煤渣的清理。最后,在VC++平臺下,對中部槽參數(shù)化建模和靜力學(xué)分析的ANSYS命令流進(jìn)行了后臺封裝,開發(fā)了中部槽參數(shù)化建模與分析系統(tǒng),實現(xiàn)了中部槽建模、分析的完整過程,有效提高了中部槽的建模和分析效率。
[Abstract]:Scraper conveyer is one of the most important parts of intelligent complete equipment in fully mechanized coal mining face. The middle slot is the fuselage and material carrying mechanism of scraper conveyor. Its performance directly affects the conveying capacity of scraper conveyor and the stability and reliability of the whole machine, and then has a great influence on the efficiency of coal transport. Compared with other parts of scraper conveyer, the modeling process of middle slot is more complicated, and the types of different types of middle slot are quite different. The main failure forms are overwear and fracture, so the middle slot is also the part with large usage and consumption in the whole equipment. In summary, the parametric design and analysis of the middle slot of scraper conveyor is very necessary. Based on the middle slot of SGZ764/400 type mine scraper conveyor, in ANSYS environment, the key dimensions of the middle slot are directly set as variables by using APDL parametric design language. According to the characteristics of the different types of middle slot structure, the parametric modeling of the middle slot is carried out by using the modular modeling method and the command stream input method. The function of changing the dimension parameters can quickly set up the corresponding middle slot model. According to the dimension parameters of the middle slot, the finite element model of the middle slot is established, and the element length, material attribute parameter and load parameter of the mesh division are parameterized. The parameterized statics analysis of the middle slot under two typical working conditions is completed, and the function of fast finite element modeling, analysis and solution can be realized by changing the finite element parameters. The stress cloud images of the middle groove under the conditions of sliding and pulling are compared and analyzed, and the stress concentration parts of the middle groove under the two conditions are obtained respectively, which lays the foundation for the fatigue analysis of the middle slot. Based on the static analysis of the middle slot, the fatigue life analysis of the middle slot is accomplished by using the Fatigue Tool module in the ANSYS Workbench software. By observing the fatigue life cloud diagram, the fatigue safety factor cloud diagram and the fatigue sensitivity curve of the middle slot, the most vulnerable parts of the middle slot are obtained, which provides the basis for the optimization design of the middle slot. Based on the basic theory and method of topology optimization, the topology optimization analysis of middle slot under two typical working conditions is completed. According to the results of topology optimization analysis and the actual operation of the middle slot, the structure of the middle slot is optimized, and the static analysis and fatigue analysis of the middle slot after optimization are carried out. The results show that the improved structure of the middle slot in addition to two parts of material on the bottom reduces the weight and volume of the middle slot, saves the material and resources, and meets the requirements of strength and fatigue life. Moreover, in the actual working environment of the middle slot, it is more convenient to clean up the cinder in the bottom plate. Finally, in VC platform, the ANSYS command stream of middle slot parameterized modeling and static analysis is encapsulated in the background, and the parameterized modeling and analysis system of middle slot is developed, and the complete process of middle slot modeling and analysis is realized. The efficiency of modeling and analysis of the middle slot is improved effectively.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD528.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1805928