紧急救援多绳缠绕提升绞车结构优化与性能研究

发布时间：2021-11-20 21:56

　　我国是一个多煤的国家,以1145亿吨储存量排名世界第三,虽然太阳能、风能、核能以及天然气有所发展,但未来煤炭依然占据资源消耗的重要位置,由于我国煤炭埋藏深,地面煤层较少等自身因素,矿难事故发生频繁,百万吨死亡率远远超过美国、南非、俄罗斯等主要产煤国。所以研发一种高效、便携的救援设备尤为重要。本文针对现有的矿难的形式,设计了一种紧急救援多绳缠绕提升系统,通过垂直救援方式缩短了救援时间,提高了被困人员的生存几率,保障了矿工的生命安全。以山西省煤炭地质115勘查院提供的原始数据为基础,通过合理计算选定了救援系统的参数,利用Pro/E软件建立了整个系统的三维模型,在此基础上参考各国各行业的标准对救援系统的关键部件进行了设计,在保证安全的前提下,有效减小了系统尺寸,提高了便携性。针对现有绞车的乱绳问题,设计了一种新型的排绳器,创新性地加入了转盘式间歇机构,通过此机构的运行使排绳器可以实现间歇式排绳,使其只在特定情况下排绳,这种方式极大地适应了折线绳槽的运行原理,提高了排绳效率,减少了钢丝绳的磨损,并通过对转盘式间歇机构的运动学仿真,得到了机构的运动规律,消除了刚性冲击,极大地减少了对于整个机构的... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景与意义
    1.3 课题研究现状
        1.3.1 国内外研究动态
        1.3.2 现有研究存在的不足
    1.4 主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 多绳缠绕式提升绞车部件的设计与布置
    2.1 引言
    2.2 多绳缠绕式救援绞车卷筒布置与功能分析
        2.2.1 多绳缠绕式救援绞车卷筒布置方案
        2.2.2 救援系统的功能分析
    2.3 救援部件的设计
        2.3.1 钢丝绳的捻向与承载
        2.3.2 卷筒的小型化
        2.3.3 液压系统的参数
        2.3.4 救援舱的结构
        2.3.5 压绳器的改进
    2.4 承荷电缆的连接方式
    2.5 多绳缠绕式绞车整体形式的模型建立
    2.6 本章小结
第三章 绞车钢丝绳乱绳问题的研究
    3.1 引言
    3.2 绞车乱绳现象与原因
    3.3 间歇式排绳器的特点
    3.4 转盘式间歇机构功能分析
        3.4.1 转盘式间歇机构的原理
        3.4.2 转盘的机构设计
        3.4.3 转盘式间歇机构的运动特性分析
    3.5 绞车排绳器结构
        3.5.1 排绳器基本构成与介绍
        3.5.2 双向丝杠基本原理
        3.5.3 排绳器参数
    3.6 钢丝绳多层缠绕层间过渡的研究
        3.6.1 缠绕方式的选择
        3.6.2 多层缠绕层间过渡装置
    3.7 本章小结
第四章 提升系统主轴装置的应力分析
    4.1 引言
    4.2 卷筒的理论校核
    4.3 主轴装置的载荷计算分析
    4.4 主轴装置的应力计算
        4.4.1 有限元软件介绍
        4.4.2 静力学分析方程
        4.4.3 有限元软件的求解流程
        4.4.4 主轴装置的模型简化与导入
        4.4.5 接触设置与材料属性
        4.4.6 划分网络
        4.4.7 载荷与约束的添加
    4.5 有限元后处理和分析
    4.6 本章小结
第五章 多绳系统张力平衡装置设计
    5.1 引言
    5.2 多绳提升绞车钢丝绳张力不平衡原因
    5.3 钢丝绳张力规律分析
        5.3.1 正常状态下钢丝绳受力分析
        5.3.2 钢丝绳张力不平衡的规律
    5.4 多绳缠绕式提升绞车的平衡装置设计
        5.4.1 平衡装置结构
        5.4.2 平衡装置功能分析
    5.5 断绳保护设计与分析
        5.5.1 断绳保护设计
        5.5.2 断绳保护分析
    5.6 本章小结
第六章 救援系统的车载平台设计
    6.1 引言
    6.2 便携式井架设计与分析
        6.2.1 井架的设计
        6.2.2 井架的静受力分析
        6.2.3 井架的动力学分析
    6.3 车载平台的参数选择
    6.4 底盘设计与连接
    6.5 车载救援系统的整体模型的建立
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 工作总结
    7.2 主要结论
    7.3 进一步工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于一维高阶理论的矿井提升机阶梯主轴静力分析（英文）[J]. Wen-xiang TENG,Zhen-cai ZHU.  Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2018(09)
[2]矿山地面大直径钻孔救援提升装备研制[J]. 邹祖杰,凡东,刘庆修,田宏亮.  煤炭科学技术. 2017(12)
[3]多绳缠绕式提升机钢丝绳发生错误缠绕后张力和张力差分析[J]. 高文君,刘劲军,姚斌.  矿山机械. 2017(09)
[4]动停比连续可调的不完全齿轮机构设计及应用[J]. 李志杰,张金,朱剑,曾李文.  机械传动. 2017(07)
[5]往复丝杠的设计方法[J]. 秦亚军,甘文斌.  传动技术. 2017(02)
[6]烟用定点施肥装置凸轮机构运动学分析与仿真[J]. 夏志林,李国昌,吴雪梅,殷坤勤,蒋卫,彭玉龙.  中国农机化学报. 2017(04)
[7]海洋石油平台吊机滚筒钢丝绳乱绳案例分析[J]. 王文鑫,贡建广,李雪梅.  船海工程. 2016(05)
[8]基于电液伺服系统的多绳缠绕式提升机浮动天轮主动调绳性能研究[J]. 马伟,景月帅,李济顺,邹声勇,薛玉君,杨芳.  中国机械工程. 2016(14)
[9]救援提升机主轴强度计算及有限元分析[J]. 陈宗顺,杨兆建,谢嘉成,王义亮.  煤炭技术. 2016(07)
[10]浅谈我国煤炭市场及未来发展趋势[J]. 陈风琴.  经贸实践. 2016(03)

硕士论文
[1]超深矿井提升系统钢丝绳多层缠绕关键问题的研究[D]. 张鹏.重庆大学 2015



本文编号：3508160