本文選題：刮板輸送機(jī) + 中部槽　； 參考：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：中部槽是綜采工作面刮板輸送機(jī)的關(guān)鍵零部件之一,其設(shè)計(jì)的合理性與可靠性直接影響著煤礦的高效安全生產(chǎn)。近年來(lái),綜采技術(shù)的發(fā)展對(duì)刮板輸送機(jī)中部槽的性能和結(jié)構(gòu)提出了更高要求,研究人員也需要對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中的故障進(jìn)行分析,這些都反映出對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭的過(guò)程進(jìn)行深入研究的必要性和緊迫性。但是目前國(guó)內(nèi)外的研究很少涉及到煤散料的運(yùn)輸狀態(tài)和力學(xué)行為,并且所采用的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法通常將中部槽內(nèi)的煤散料視為連續(xù)的整體,這就與離散體系統(tǒng)本身的性質(zhì)有所不同。本文以離散元方法為主,并結(jié)合有限元方法,來(lái)研究煤散料在中部槽中的運(yùn)輸狀態(tài)和力學(xué)行為,可以充分發(fā)揮出離散單元法和有限元方法各自的優(yōu)點(diǎn),能夠獲得散料內(nèi)部以及散料與邊界之間的運(yùn)動(dòng)和力學(xué)行為信息,從而獲得更加可靠的研究結(jié)果。本文以刮板輸送機(jī)和煤散料為研究對(duì)象,從煤散料的離散特性和力學(xué)特性出發(fā),應(yīng)用EDEM與UG等軟件建立了刮板輸送機(jī)運(yùn)輸煤散料的離散元模型,通過(guò)仿真獲得煤散料大量復(fù)雜的行為信息和顆粒尺度行為信息。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)煤顆粒的分布狀態(tài)進(jìn)行了分析,結(jié)論認(rèn)為煤散料的分布特性在惡劣情況下會(huì)導(dǎo)致在中部槽的鏈道處產(chǎn)生磨粒磨損;對(duì)煤散料的流態(tài),煤顆粒的速度隨時(shí)間、位置的變化情況,以及煤顆粒速度的分布區(qū)域進(jìn)行了具體分析,總結(jié)得到了煤散料在中部槽中的運(yùn)動(dòng)特性。采用控制變量法,利用離散元仿真探究了多種因素對(duì)中部槽運(yùn)輸效率的影響規(guī)律,結(jié)果表明:在本次研究的范圍內(nèi),中部槽的運(yùn)輸效率和刮板鏈速度呈正相關(guān),和煤顆粒與中部槽之間的靜摩擦系數(shù)μ、煤顆粒粒度以及鋪設(shè)傾角呈負(fù)相關(guān),其中鏈速和μ的影響效果較為顯著,而煤顆粒粒度和鋪設(shè)傾角的影響效果要小得多。建立了刮板輸送機(jī)運(yùn)輸煤散料的離散元磨損分析模型,來(lái)研究煤散料對(duì)中部槽的磨損作用,得到了以下結(jié)論:①煤散料對(duì)中部槽的磨損主要集中在刮板鏈附近;在顆粒的加速區(qū),其磨損區(qū)域面積要大于穩(wěn)定區(qū)的磨損區(qū)域,這是由于顆粒在加速區(qū)的碰撞更為激烈,對(duì)中部槽的沖擊作用更大。②在本次研究的范圍內(nèi),中部槽的平均磨損深度均與刮板鏈速度和煤顆粒粒度呈正相關(guān),并且影響效果較為顯著。研究了煤散料對(duì)中部槽的作用力特性,然后利用edem與ansysworkbench建立了耦合分析模型,在此基礎(chǔ)上,利用耦合模型對(duì)中部槽受力最大的時(shí)刻以及其他時(shí)刻進(jìn)行了應(yīng)力與變形分析,總結(jié)出運(yùn)輸過(guò)程中由煤散料對(duì)中部槽的摩擦和沖擊作用造成的應(yīng)力與變形特性:①中部槽應(yīng)力較大的位置主要在e形槽幫上端的拐角處、槽幫與中板的連接處以及中板的中部,最大應(yīng)力在0~100mpa之間,遠(yuǎn)小于中部槽材料的屈服強(qiáng)度。這些位置主要是中部槽與煤散料直接接觸和受到?jīng)_擊的地方,以及形狀變化較大的地方。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該保證中部槽接觸煤散料部位的耐磨性和強(qiáng)度,并且為降低應(yīng)力集中,還應(yīng)在中部槽形狀變化較大的地方進(jìn)行圓角設(shè)計(jì)。②中部槽的最大變形量主要發(fā)生在E形槽幫上端的邊緣處以及中板的中部,范圍為0.001~0.05mm,這說(shuō)明相比于中部槽的其他部位,E形槽幫上端的邊緣處以及中板中部的剛度要小一些,但都在允許的范圍之內(nèi)。在結(jié)合課題研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上,對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)輸及測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)以及具體的驗(yàn)證試驗(yàn)方案進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。本文的研究結(jié)果可以為刮板輸送機(jī)的中部槽等關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、使用和提高運(yùn)輸效率提供參考,有助于分析刮板輸送機(jī)特別是中部槽部件的運(yùn)行故障與結(jié)構(gòu)損壞的原因。
[Abstract]:In recent years , the distribution characteristics of coal bulk materials in the middle tank are analyzed . The results show that the distribution characteristics of coal bulk materials are positively correlated with the characteristics of coal bulk and the distribution of coal particle velocity . The maximum stress is between 0 and 100 mpa , which is much smaller than the yield strength of the middle trough material .
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD528.3

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本文編號(hào)：1921607