【摘要】：刮板輸送機(jī)是煤礦綜采工作面的關(guān)鍵設(shè)備,其傳動(dòng)環(huán)節(jié)是輸送機(jī)運(yùn)行的核心環(huán)節(jié)。刮板輸送機(jī)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的工作能力與可靠性直接影響到現(xiàn)代化煤礦開(kāi)采工作的安全與生產(chǎn)效率。近年來(lái),由刮板鏈傳動(dòng)系統(tǒng)各元件故障導(dǎo)致的停機(jī)事故頻發(fā),這與傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中受到的時(shí)變載荷作用有直接的關(guān)系,因此研究刮板輸送機(jī)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)波動(dòng)特性對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭工作面綜采設(shè)備的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。本文采用理論研究、仿真計(jì)算、實(shí)驗(yàn)測(cè)試及統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)相結(jié)合的方法,以刮板鏈的速度、加速度與鏈環(huán)的受力波動(dòng)特性為主要研究對(duì)象,從不同側(cè)面對(duì)刮板輸送機(jī)在傳動(dòng)過(guò)程中表現(xiàn)出的時(shí)變特征進(jìn)行描述,旨在為刮板鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的工藝改進(jìn)和設(shè)計(jì)優(yōu)化工作提供一定的指導(dǎo)。本文對(duì)刮板鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析,分別建立了適用于機(jī)頭段和機(jī)尾段刮板鏈速度、加速度分析的單側(cè)接觸模型和雙側(cè)接觸模型,結(jié)合鏈輪鏈環(huán)的嚙合特性與刮板鏈運(yùn)行至不同位置時(shí)的受力特點(diǎn),分別推導(dǎo)了直線(xiàn)運(yùn)行段與嚙合段的刮板鏈張力計(jì)算公式。通過(guò)對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的合理性,闡明了張力計(jì)算公式的適用性�；诮佑|力學(xué)基本理論,探究了刮板鏈節(jié)距、刮板鏈圓弧段曲率半徑對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)嚙合接觸的影響并計(jì)算了鏈輪鏈環(huán)間的相對(duì)滑動(dòng)量。利用ADAMS軟件,建立了刮板輸送機(jī)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)剛?cè)峄旌蟿?dòng)力學(xué)模型,根據(jù)柔性鏈環(huán)各單元節(jié)點(diǎn)隨時(shí)間變化的應(yīng)力云圖,獲取了平環(huán)最大應(yīng)力點(diǎn)的位置信息,發(fā)現(xiàn)當(dāng)平環(huán)由直線(xiàn)運(yùn)行段向嚙合段過(guò)渡時(shí),產(chǎn)生最大應(yīng)力的區(qū)域由該環(huán)與相連立環(huán)的接觸區(qū)域向該環(huán)與鏈輪的接觸區(qū)域轉(zhuǎn)移,且最大應(yīng)力值相應(yīng)增加。在線(xiàn)性損傷累積模型的基礎(chǔ)上,以實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果為依據(jù),利用雨流計(jì)數(shù)法對(duì)鏈環(huán)的疲勞壽命做出了評(píng)估。以多剛體動(dòng)力學(xué)模型為仿真模型,遵循控制變量的基本原則對(duì)模型進(jìn)行求解并描述了不同驅(qū)動(dòng)方式、鋪設(shè)傾角、鋪設(shè)長(zhǎng)度、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速以及負(fù)載狀況下刮板鏈速度、鏈環(huán)間接觸力與鏈輪鏈環(huán)間嚙合力變化的時(shí)間歷程,分析了不同參數(shù)下刮板鏈傳動(dòng)系統(tǒng)波動(dòng)特性存在差異的原因。在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)仿真方案,以變異系數(shù)為評(píng)價(jià)鏈環(huán)間接觸力、鏈輪鏈環(huán)間嚙合力波動(dòng)穩(wěn)定性的指標(biāo),運(yùn)用極差分析與方差分析對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行處理,闡述了驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速、鋪設(shè)傾角、鋪設(shè)長(zhǎng)度對(duì)兩種力波動(dòng)的影響主次性與顯著性,發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速對(duì)以上兩種力波動(dòng)穩(wěn)定性的影響最顯著,鋪設(shè)傾角對(duì)鏈環(huán)間接觸力波動(dòng)穩(wěn)定性的影響較顯著,鋪設(shè)長(zhǎng)度對(duì)鏈輪鏈環(huán)間嚙合力波動(dòng)穩(wěn)定性的影響較顯著。
【圖文】：

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第一章 緒論究背景及意義術(shù)是集采煤、支護(hù)、運(yùn)輸及整體推進(jìn)等作業(yè)為一體的機(jī)發(fā)展，已成為世界上最先進(jìn)的井下開(kāi)采技術(shù)[1]。綜采成套刮板輸送機(jī)組成，，如圖 1-1 所示。其中，刮板輸送機(jī)是擔(dān)運(yùn)煤任務(wù)的同時(shí)起著為采煤機(jī)提供運(yùn)行軌道、為液壓伴隨著煤礦資源需求量的日益增加，圍繞長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量能設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)改良工作得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

嚙合階段是刮板鏈圓弧面與鏈輪鏈窩之間穩(wěn)定接觸并傳遞動(dòng)力的階段。在分析時(shí)，可以把鏈輪鏈環(huán)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行等效處理：將鏈輪視為靜止，則鏈環(huán)在拉力F作用下繞輪旋轉(zhuǎn)。該等效嚙合過(guò)程可以簡(jiǎn)化如圖2-7所示。圖 2-7 鏈輪鏈環(huán)嚙合過(guò)程示意圖Fig.2-7 Schematic diagram of meshing process between sprocket and chain當(dāng)平環(huán)1在鏈窩內(nèi)完成與鏈輪的嚙合后，立環(huán)2繞旋轉(zhuǎn)中心A作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并完成與鏈輪的嚙合，隨后平環(huán)3繞旋轉(zhuǎn)中心B作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并完成與鏈輪的嚙合。后續(xù)鏈環(huán)順次完成與鏈輪的嚙合，并最終實(shí)現(xiàn)刮板鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)。圖2-8給出了嚙合初期的平環(huán)受力示意圖。 FfNF圖 2-8 嚙合初期的平環(huán)受力示意圖Fig.2-8 Schematic diagram of force on horizontal ring at initial meshing stage上圖中，F(xiàn)為后方立環(huán)對(duì)平環(huán)的拉力；N為鏈輪對(duì)平環(huán)的法向支撐力；Ff為鏈輪輪齒對(duì)平環(huán)的摩擦力； 、 、 分別為法向支撐力N、拉力F與水平方向的夾角及接觸點(diǎn)切線(xiàn)位置夾角； 為刮板輸送機(jī)過(guò)渡槽升角。
【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】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TD528.3

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本文編號(hào)：2689692