發(fā)布時間：2019-07-12 18:10

【摘要】：在煤礦軌道運輸中,礦用絞車是應(yīng)用面最為廣泛的牽引設(shè)備之一,其安全運行關(guān)系到整個煤礦輔助運輸環(huán)節(jié)。但現(xiàn)如今,礦用絞車均采用電機進行驅(qū)動,采用機械差動方式進行調(diào)速,由此帶來了諸多問題,如調(diào)速性能較差、操作方式繁瑣費力、鋼絲繩真實負載不明確、存在安全隱患等。針對現(xiàn)存絞車存在的上述問題,并結(jié)合現(xiàn)存絞車的優(yōu)點,本研究設(shè)計一款新型可實現(xiàn)無極調(diào)速并能實時監(jiān)測鋼絲繩負載拉力的雙速液壓絞車,可以有效改善現(xiàn)存絞車的弊端。首先,參照礦用絞車的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及煤礦生產(chǎn)對絞車的要求標(biāo)準(zhǔn),分析現(xiàn)存絞車的諸多缺點,結(jié)合常見的絞車結(jié)構(gòu)形式,提出了一個新的絞車設(shè)計整體方案,主要包括驅(qū)動方案,機械傳動方案,制動系統(tǒng)方案,液壓系統(tǒng)方案,限載監(jiān)測方案。本研究的設(shè)計方案可以實現(xiàn)絞車的異地操作、正反雙速和一定范圍內(nèi)的無極調(diào)速,同時能夠?qū)崿F(xiàn)鋼絲繩負載的實時監(jiān)測,提高了絞車運行的安全性。其次,結(jié)合絞車的總體設(shè)計方案和主要的工況要求,對新設(shè)計的絞車的整體機械結(jié)構(gòu)進行詳細的理論設(shè)計計算與選型,包括應(yīng)用現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計思想和MATLAB數(shù)值計算軟件對傳動系統(tǒng)的計算,卷筒的受力分析與制動器的計算選型。并對關(guān)鍵受力構(gòu)件進行ANSYS靜力學(xué)分析,校核關(guān)鍵部件剛度、強度是否滿足設(shè)計要求,以修正結(jié)構(gòu)參數(shù)。然后,對絞車液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行評價,建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,完成整體系統(tǒng)的傳遞函數(shù)公式推導(dǎo),分析其穩(wěn)定性。運用AMESim軟件建立絞車的傳動系統(tǒng)的整體模型,并對絞車變速換向系統(tǒng)進行仿真分析,驗證其換擋調(diào)速性能及其制動特性。最后,對絞車限載制動方案進行具體設(shè)計與研究,主要包括傳感器的設(shè)計與研究,限載制動箱的制作,并對限載制動傳感器與電路進行實驗,驗證限載制動的準(zhǔn)確性。通過詳細的理論計算、各種計算機輔助設(shè)計的驗證、限載制動的實驗,理論分析與實驗結(jié)果表明,本課題絞車設(shè)計合理,滿足設(shè)計要求,能夠代替現(xiàn)存礦用絞車的應(yīng)用,在煤礦運輸安全上具有較高的實用價值。
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圖片說明： 2.3.1 限載方案對比分析方案一：如圖 2-1 所示，在動力輸入元件和減速器之間安裝一個測扭元器件扭矩傳感器，通過扭矩傳感器測出扭矩 T，根據(jù)傳動比 和鋼絲繩到卷筒中心距離 R，根據(jù)公式 F Ti /R，可以推算出終端載荷，達到監(jiān)測限載的目的。扭矩傳感器目前主要有應(yīng)變式、磁彈性式、磁電式和光電式等幾種形式，在扭矩傳感器應(yīng)用檢測扭矩的技術(shù)中，應(yīng)變片電測技術(shù)是應(yīng)用最早、最簡單方便、最成熟的技術(shù)。應(yīng)變片電測技術(shù)具有精確度高、信號響應(yīng)速度快、可靠性高、使用壽命長等特點。這種應(yīng)變片技術(shù)需要一個外接電源供電，外接電源是靜態(tài)的，轉(zhuǎn)軸工作狀態(tài)是旋轉(zhuǎn)動態(tài)的，其中電力的傳輸最簡單的方法是使用導(dǎo)電滑環(huán)，，導(dǎo)電滑環(huán)在使用過程中會磨損發(fā)熱，嚴重影響使用壽命。同時在動力輸入元件和減速器之間安裝扭矩傳感器，還需要額外增加一個或者兩個聯(lián)軸器，增加了絞車整體的體積長度，也增加了絞車使用空間的占地面積。2.3 絞車限載方案和傳動方案的設(shè)計與選擇（Design and Selectionof Loading Limit Plan and Speed Regulation Plan of Winch）
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 碩士學(xué)位論文對鋼絲繩入繩角和出繩角要求較高，但是在絞車運行過程中，入繩角會隨著鋼繩圈數(shù)的變化而變化，出繩角會隨著鋼絲繩微端的位置和運輸軌道的地形變換變換， 同時在運行過程中鋼絲繩也會產(chǎn)生跳動，很難有一個實時準(zhǔn)確的角度不能實時準(zhǔn)確地測量出鋼絲繩的張力。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD524

【參考文獻】

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本文編號：2513886