输送带摩擦学行为及动力学特性研究

发布时间：2017-03-19 23:05

  本文关键词：输送带摩擦学行为及动力学特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了更好地研究带式输送机输送带在启动和运行过程中的动态特性,本文首先介绍了输送带的基本力学特性,并在实验的基础上研究了钢丝绳芯输送带和尼龙芯输送带应力应变、摩擦磨损特性,得出输送带材料、载荷、滑动速度、润滑条件、物料性质等条件下输送带的摩擦学行为。推导了带式输送机输送带非线性动力学方程,运用达朗贝尔公式求解出输送带动位移和动张力的解析解,分析研究了输送带弹性波速度和张力波传播机理。通过Recur Dyn软件仿真研究了在启动和平稳运行过程中速度及刚度对带式输送机输送带动张力特性的影响;搭建下运带式输送机模拟试验系统,通过实验得出了在变频启动方式下,不同启制动方式输送带速度和张力的变化规律,进而提出控制大型带式输送机输送带运行稳定性的可行性方法。本文首先基于输送带最基本物理特性展开研究,利用拉力试验机对不同材质的输送带进行拉伸试验并得出:输送带应力应变具有时变特性,即不同材质的输送带应力应变特性不同;相同材质的输送带在不同的工作时间其应力应变特性亦不同。带式输送机具有启动蠕变、制动打滑、上料相对滑动等工况特性,因此输送带磨损严重。论文以输送带的摩擦磨损为基点研究了载荷、滑动速度、物料形状、润滑条件等因素对输送带磨损特性的影响,输送带磨损导致输送带表面老化而产生裂纹、带磨薄而受力不均以及带跑偏等问题。基于上述问题,本文采用实验方法得到输送带的摩擦磨损数据,通过观察输送带表面磨损形貌并分析输送带磨损过程,总结得出输送带磨损原因,进而提出适宜的控制输送带磨损策略。带式输送机输送带的粘弹特性、不可预知性和应力应变时变特性,给输送机的起停、功率平衡、寿命和成本带来诸多问题。输送机启停过程中输送带张力(动张力)传播产生输送带的“浪涌”现象以及运行过程中带的振动问题,其本质是输送带粘弹性和张力波传播问题。本文研究了带式输送机在启、停过程中输送带张力引起的问题,推导出张力波传播机理和传播速度、动张力计算公式,提出了适宜的控制策略,为大型带式输送机的研发提供了理论依据和技术支撑。
【关键词】：输送带 摩擦磨损 粘弹性 动张力
【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11-23
• 1.1 带式输送机输送带概述11
• 1.2 课题研究的背景和意义11-12
• 1.3 输送带发展现状12-20
• 1.3.1 输送带发展方向15-16
• 1.3.2 输送带现存在的问题16-17
• 1.3.3 输送带特性研究现状17-20
• 1.4 现有研究存在的问题20
• 1.5 研究内容20-21
• 1.6 本章小结21-23
• 第二章 输送带力学特性分析23-37
• 2.1 输送带基本特性23-25
• 2.1.1 应力—应变特性24
• 2.1.2 蠕变特性24-25
• 2.1.3 其他特性25
• 2.2 输送带拉伸实验25-31
• 2.2.1 试验样品制备25-26
• 2.2.2 试验方法26
• 2.2.3 试验结果26-29
• 2.2.4 输送带力学性能参数29-30
• 2.2.5 试验结果分析30-31
• 2.3 输送带静张力研究31-34
• 2.3.1 上运带式输送机输送带静张力计算31-33
• 2.3.2 下运式带式输送机输送带张力计算33-34
• 2.3.3 双驱动带式输送机输送带张力计算34
• 2.4 本章小结34-37
• 第三章 输送带摩擦学行为研究37-63
• 3.1 输送带摩擦学行为概述37
• 3.2 输送带摩擦磨损研究意义37-40
• 3.2.1 输送机摩擦理论37-39
• 3.2.2 输送带摩擦磨损形式39-40
• 3.3 输送带摩擦磨损试验40-55
• 3.3.1 干摩擦下输送带摩擦磨损41-44
• 3.3.2 水润滑条件下输送带摩擦磨损44-46
• 3.3.3 带表层涂抹润滑酯摩擦试验46-48
• 3.3.4 不同形状对偶摩擦磨损48-55
• 3.4 摩擦磨损分析55-61
• 3.4.1 磨损理论55-56
• 3.4.2 输送带磨损形貌56-61
• 3.5 本章小结61-63
• 第四章 输送带动力学方程63-81
• 4.1 带式输送机输送带数学模型研究63-71
• 4.1.1 经典输送带数学模型63-65
• 4.1.2 基于分数阶微积分输送带数学模型65-71
• 4.2 输送带动力学方程71-75
• 4.2.1 输送带应变分析71-72
• 4.2.2 输送带动力学方程72-73
• 4.2.3 弹性波传播速度分析73
• 4.2.4 输送带动张力73-74
• 4.2.5 输送带纵向波动变化过程分析74-75
• 4.3 带式输送机输送带弹性波动理论75-79
• 4.3.1 张力传播过程描述76
• 4.3.2 动张力波动76-79
• 4.4 本章小结79-81
• 第五章 输送带动力学特性仿真及试验81-103
• 5.1 带式输送机建模82-86
• 5.1.1 带式输送机各部件简化82-83
• 5.1.2 带式输送机动力学建模83-84
• 5.1.3 带式输送机输送带相关参数确定84-85
• 5.1.4 带式输送机驱动控制设置85-86
• 5.2 带式输送机系统仿真86-92
• 5.2.1 不同速度下输送带张力变化88-89
• 5.2.2 不同刚度条件下输送带张力89-92
• 5.3 带式输送机动态特性试验研究92-100
• 5.3.1 下运带式输送机特性介绍93-96
• 5.3.2 试验结果96-100
• 5.3.3 输送带加速度特性100
• 5.4 本章小结100-103
• 第六章 结论与展望103-105
• 6.1 研究内容总结103
• 6.2 研究展望103-105
• 参考文献105-109
• 致谢109-111
• 攻读硕士期间发表的学术论文111

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1 张志成;带式输送机起运过程的分析[N];科学导报;2005年

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本文编号：256725