永磁悬浮带式输送机的悬浮支撑系统设计研究
发布时间：2017-03-20 17:13
本文关键词：永磁悬浮带式输送机的悬浮支撑系统设计研究，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：带式输送机是当今世界上最为重要的散状物料连续输送设备之一,其应用范围广泛。普通带式输送机依靠托辊支撑输送带和物料,当整机较长时,其运行阻力主要由数量众多的托辊造成,能源耗费巨大。永磁悬浮带式输送机是近年来出现的一种极具发展潜力的新型低阻力带式输送机,它改变了传统的输送带支撑方式,依靠永磁体与磁性输送带相同磁极之间的磁斥力,代替托辊对输送带和物料的支撑力,实现了无接触支撑,大大降低了带式输送机运行阻力。本文结合磁悬浮技术的相关原理以及机械学、摩擦学、动力学、电磁学等多学科相关知识,研究设计了一种能够在直线方向做低匀速运动的永磁悬浮带式输送机的悬浮支撑系统(简称永磁悬浮支撑系统),并搭建了永磁悬浮支撑系统实验平台。本文以永磁悬浮支撑系统为研究对象,介绍了永磁体空间磁场两种计算方法,结合有关磁悬浮理论研究的基础上,建立了永磁悬浮支撑系统的数学模型,推导出永磁悬浮支撑系统空间磁场计算公式以及磁性输送带所受的悬浮力、磁阻力和侧向力；提出了满足性能要求的模型总体设计方案,对组成系统的永磁体材料与尺寸、磁性输送带等结构参数进行设计,利用Ansoft Maxwell有限元分析软件通过改变永磁体布置形式及形状等因素对所设计模型的磁场力、磁感应强度做出相应的仿真分析,仿真结果对模型做出进一步的改进与优化；对永磁悬浮支撑系统的稳定性进行研究,主要包括磁性输送带的跑偏及振动问题,给出解决跑偏问题的物理防阻断和自动调偏措施；设计并搭建了实验平台,通过实验进一步验证了仿真的可靠性和永磁悬浮支撑系统的可行性。本文对永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统进行设计研究,并搭建出相应的实验平台。在此过程中,所研究的永磁悬浮支撑系统的设计优化理论与方法,对后续永磁悬浮带式输送机的研究具有一定的参考价值。
【关键词】：永磁悬浮 带式输送机 结构设计 仿真优化 实验验证
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH222
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-15
- 1 绪论15-21
- 1.1 课题来源与研究背景15-18
- 1.1.1 磁悬浮概述15
- 1.1.2 现有带式输送机存在问题以及解决方式15-18
- 1.2 课题研究的目的与意义18-19
- 1.3 国内外研究现状19-20
- 1.3.1 国内研究现状19
- 1.3.2 国外研究现状19-20
- 1.4 本文的技术路线和主要内容20-21
- 2 永磁体磁场与磁场力计算21-33
- 2.1 引言21
- 2.2 Maxwell方程组及交界面条件21-23
- 2.3 永磁体磁场计算模型23-26
- 2.3.1 等效电流模型23-24
- 2.3.2 等效磁荷模型24-26
- 2.4 永磁悬浮支撑系统磁场力计算26-31
- 2.5 本章小结31-33
- 3 永磁悬浮支撑系统仿真分析33-47
- 3.1 永磁悬浮支撑系统模型建立33-34
- 3.2 有限元仿真软件介绍34-36
- 3.2.1 有限元ANSYS软件介绍34-35
- 3.2.2 Ansoft Maxwell软件介绍35-36
- 3.3 永磁体悬浮支撑系统磁场仿真36-40
- 3.4 永磁悬浮支撑系统永磁体优化变量的研究40-46
- 3.4.1 改变永磁体X轴向间距40-42
- 3.4.2 改变永磁体Y轴向间距42-44
- 3.4.3 改变永磁体外形44-46
- 3.5 本章小结46-47
- 4 永磁悬浮支撑系统稳定性的研究47-55
- 4.1 永磁悬浮支撑系统的跑偏分析47-48
- 4.2 永磁悬浮支撑系统防跑偏措施48-50
- 4.3 永磁悬浮支撑系统的振动分析50-53
- 4.4 本章小结53-55
- 5 永磁悬浮支撑系统试验设计与验证55-65
- 5.1 永磁悬浮支撑系统实验台55-58
- 5.1.1 永磁悬浮支撑系统的总体设计55-56
- 5.1.2 关键参数的设置56-58
- 5.2 永磁悬浮支撑系统测试系统设计58-60
- 5.3 试验研究与分析60-64
- 5.3.1 试验内容60-61
- 5.3.2 永磁体形状对永磁支撑能力的影响61-62
- 5.3.3 永磁体尺寸对永磁支撑能力的影响62-63
- 5.3.4 永磁体间距对永磁支撑能力的影响63-64
- 5.4 本章小结64-65
- 6 结论与展望65-67
- 6.1 结论65-66
- 6.2 展望66-67
- 参考文献67-71
- 致谢71-73
- 作者简介73
- 学术论文及科研情况73
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本文编号：258165
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