倾斜式带式输送机断带抓捕装置的研究

发布时间：2017-03-19 04:00

  本文关键词：倾斜式带式输送机断带抓捕装置的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤矿产业的安全生产一直以来都备受关注,带式输送机是煤矿中最重要的生产设备,正向着大功率、大倾角、大运量、长距离以及高带速的方向发展,同时也伴随着断带事故的发生,造成设备的损坏,巷道的阻塞,矿井的停产;更严重的,会造成人员的伤亡。带式输送机断带抓捕装置不仅可以检测到断带事故的发生,而且可以及时地对断裂的输送带进行准确的抓捕,有效地减少了因断带事故而造成的损害。带式输送机运行中输送带起着承载和运输物料的重要作用,其动力学特性十分复杂,主要根据摩擦传动的原理进行传动。输送带在断裂时,对其断裂处前后的运动进行分析,选用Vogit模型对输送带的动态特性进行研究,从单元体的角度切入分析,对带式输送机整体的动力学模型进行研究,进而分析出输送带的断裂条件,利用Matlab对输送带断裂时断带点的单元以及其他单元的速度变化进行仿真研究,为断带抓捕位置和装置的沿线分布提供了理论支撑。本文主要对各种类型的断带抓捕装置的工作原理及其各自的优缺点进行了综合的比较,再结合断带抓捕装置应该遵循的设计要求,设计出了一套机电液控制式断带抓捕装置,主要由信号采集系统、电气控制系统、液压控制系统、楔形机械抓捕机构四部分组成,并结合输送带断带前后运动及抓捕动力学进行了深入的研究。论文中对该装置的液压系统进行了模型建立,其中蓄能器起着必不可少的辅助能源供给的作用,因此其有关参数的设定对抓捕性能和抓捕时间有着重要的影响,利用AMESim对该装置的液压系统进行模型的建立与仿真,利用Solidworks对断带抓捕装置进行三维实体模型建立,通过ADAMS与AMESim联合仿真更加真实的模拟了本装置机液耦合工作的情况。结果表明:在满足液压缸供油需求,蓄能器压力和系统压力相同的情况下,使用容积为50L的单蓄能器的抓捕时间比25L的双蓄能器的抓捕时间要长,且系统压力越大,抓捕时间越短;抓捕时间随并联式蓄能器容积的增大而减小,但容积达到一定值时,抓捕时间就不受其影响;抓捕时间随并联式蓄能器与液压泵的安装距离的减小而减小;机械抓捕机构中上楔块与输送带接触面积越大,活塞杆越先到达预定位置,但由于接触后到停止所需时间不同,抓捕时间呈现先减小后增大的趋势。本文根据断带抓捕试验相关的实际工况对试验台进行组装搭建,进行模拟试验,对前文的理论设计以及仿真结果的正确性进行试验验证,并对试验结果进行总结分析,结果表明此装置可有效并快速完成对断裂输送带的抓捕,自动化程度高,抓捕性能优异,为研究带式输送机的断带抓捕提供了参考。
【关键词】：断带抓捕装置 输送带 液压系统 联合仿真 模拟试验
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 选题背景及研究意义11-13
• 1.2 国内外研究现状及分析13-18
• 1.2.1 单向托辊和阻尼板全线式摩擦制动抓捕装置13-14
• 1.2.2 局部式断带抓捕装置14-15
• 1.2.3 整体式断带抓捕装置15-18
• 1.3 现有研究所存在的问题18-19
• 1.4 课题研究的主要内容和研究方案19-20
• 1.4.1 主要研究内容19
• 1.4.2 研究方案19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第二章 输送带断带建模与仿真21-36
• 2.1 输送带动态特性及断带情况分析21-24
• 2.1.1 输送带的动态特性21-23
• 2.1.2 输送带断裂原因分析23-24
• 2.1.3 输送带断裂位置分析24
• 2.2 输送带断带模型分析24-31
• 2.2.1 输送带单元体的动力学方程26-27
• 2.2.2 驱动系统单元体的动力学方程27
• 2.2.3 固定绞车式张紧装置的动力学方程27-28
• 2.2.4 带式输送机系统的动力学方程28-30
• 2.2.5 输送带断裂的条件30-31
• 2.3 Matlab仿真模型参数设置31-32
• 2.4 输送带断带仿真结果与分析32-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 机电液控制式断带抓捕装置的设计36-50
• 3.1 抓捕装置的设计要求36
• 3.2 系统组成与工作原理36-37
• 3.3 抓捕装置组成结构的设计37-41
• 3.3.1 机械抓捕机构37-39
• 3.3.2 液压控制系统39-40
• 3.3.3 电气控制系统40
• 3.3.4 断带信号的检测与采集40-41
• 3.4 输送带断带前后及抓捕动力学分析41-49
• 3.4.1 下运式带式输送机的输送带断带前后及抓捕的动力学分析41-44
• 3.4.2 上运式带式输送机的输送带断带前后及抓捕的动力学分析44-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 断带抓捕装置机液联合仿真50-64
• 4.1 仿真软件简介50-51
• 4.1.1 AMESim简介50
• 4.1.2 ADAMS简介50-51
• 4.2 AMESim仿真及结果分析51-58
• 4.2.1 蓄能器数学模型51-53
• 4.2.2 AEMSim仿真建模53-54
• 4.2.3 蓄能器参数设置对抓捕时间的影响54-58
• 4.3 机液联合仿真及结果分析58-63
• 4.3.1 断带抓捕装置实体建模59-60
• 4.3.2 联合仿真模型建立60-62
• 4.3.3 上楔块与输送带接触面积对抓捕时间的影响62-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 断带抓捕装置的试验研究64-75
• 5.1 试验系统设计64
• 5.2 模拟试验方案与实验室模拟试验64-67
• 5.2.1 模拟试验方案64-65
• 5.2.2 实验室模拟试验65-67
• 5.3 试验结果分析67-74
• 5.3.1 单蓄能器与双蓄能器的设置对抓捕时间的影响67-71
• 5.3.2 并联式蓄能器的容积变化对抓捕时间的影响71-72
• 5.3.3 并联式蓄能器与液压泵的安装距离对抓捕时间的影响72-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士期间已发表的学术论文82

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