基于螺旋式速冻机虚拟样机的金属带摩擦传动分析

发布时间：2017-04-20 09:16

  本文关键词：基于螺旋式速冻机虚拟样机的金属带摩擦传动分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺旋式速冻机金属输送带的振动、翻带、打滑等是螺旋式速冻机运动失效的主要原因，采用传统的方法来解决螺旋式速冻机输送带出现的机械故障，需要工人进行反复调试，工作效率低，劳动强度大，而且很大程度上依靠工人的技术水平和劳动技能。通过分析金属输送带的张力特性，在不改变螺旋式速冻机及金属输送带结构的前提下可以实现对金属输送带的有效控制。 运用Pro/E软件对金属输送带仿真模型进行建模，导入ANSYS分析软件进行结构静力学分析。针对螺旋式速冻机中柔性金属输送网带可折叠和可伸缩的特性，分析了金属带的柔性多体动力学模型。根据金属带和转鼓系统的摩擦传动原理，采用RecurDyn软件的衬套力模块，基于多体动力学仿真的策略，建立了金属带和转鼓系统虚拟样机模型。研究了三层金属带两端拉力和金属带性能对系统稳定性的影响。同样采用RecurDyn软件的衬套力模块，建立五层金属带和转鼓系统虚拟样机模型。研究拉力和拉力差对摩擦副传动效率，以及拉力对摩擦传动稳定性和摩擦副接触力的影响。 对于三层金属输送带模型，实验结果表明：系统运行前3s为启动阶段，金属带与转鼓的接触力呈现三角波动；稳态运行时，从进口端到出口端，金属带的接触力逐层增加。拉力过大时，靠近出口端的金属带容易外翻，拉力过小时，靠近进口端的金属带容易内翻。比较理想的进口拉力为1300N，出口拉力为1400N。同时得到带的刚度系数为1000时，，系统运行比较平稳。通过实验验证，表明对金属带和转鼓系统摩擦传动分析的方法准确可靠，简单合理，便于工程实际应用。对于五层金属输送带模型，实验分析结果表明：随着拉力的增加，摩擦副传动效率增加，当拉力大于1000N时，摩擦副滑移率稳定于11.11%；随着拉力差的增加，摩擦副传动效率增加，当拉力差为1700N时，摩擦副滑移率为0，金属带与转鼓同步运转；当进口拉力300，出口拉力2000N时，金属带的轴向加速度变化比较平稳，同时摩擦副的滑移率基本为零，传动效率最高，系统运行比较稳定；随着金属带进出口拉力的增大，各层金属带与转鼓的接触力也线性增加。从出口端到进口段，摩擦副接触力逐层降低，靠近出口端的金属带容易受力过大而发生外翻，靠近进口端的金属带容易受力过小而发生内翻，仿真动态图和实验都证明了这一点。这表明对金属带和转鼓系统摩擦传动分析的方法准确可靠。
【关键词】：虚拟样机 摩擦传动 金属输送带 滑移率 接触力 多体动力学
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.2
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 螺旋速冻机的研究现状和发展9-13
• 1.2.1 基本结构和工作原理9-11
• 1.2.2 新型螺旋式速冻机的发展11-13
• 1.3 选题的意义、研究内容和方法13-14
• 1.3.1 选题的意义13
• 1.3.2 本课题的主要研究内容13
• 1.3.3 本课题的主要研究方法13-14
• 第2章 金属输送带的静力学分析14-22
• 2.1 理论基础14-18
• 2.1.1 模型的建立14-17
• 2.1.2 边界条件17-18
• 2.2 结果分析18-21
• 2.2.1 变形分析18-21
• 2.2.2 应力分析21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 多体动力学模型的建立22-30
• 3.1 模型分析22-27
• 3.1.1 衬套力的应用分析22-26
• 3.1.2 分析模型26-27
• 3.2 接触力的建模分析27-29
• 3.2.1 接触方法的选择27-28
• 3.2.2 实体接触遵循的设置规则28-29
• 3.2.3 实体接触的建立29
• 3.3 本章小结29-30
• 第4章 动力学仿真研究30-60
• 4.1 带拉力对系统稳定性的影响30-37
• 4.1.1 拉力实验30-34
• 4.1.2 拉力实验结果分析34
• 4.1.3 带刚度对系统稳定性的影响34-36
• 4.1.4 刚度实验结果分析36-37
• 4.2 带拉力对摩擦副传动效率的影响37-38
• 4.2.1 滑移率对传动效率的影响37
• 4.2.2 金属带摩擦传动预分析37-38
• 4.3 单层金属带拉力实验38-47
• 4.3.1 进出口等拉力实验分析38-41
• 4.3.2 拉力差实验分析41-43
• 4.3.3 不同拉力组合实验分析43-45
• 4.3.4 金属输送带与转鼓接触力的实验分析45-47
• 4.4 五层金属输送带的动力学分析47-59
• 4.4.1 进出口等拉力实验分析47-50
• 4.4.2 拉力差实验分析50-52
• 4.4.3 不同拉力组合实验分析52-55
• 4.4.4 金属输送带与转鼓接触力实验分析55-58
• 4.4.5 稳态下衬套力在金属带中的分布规律58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 运动学分析60-64
• 5.1 引言60
• 5.2 加速度、速度和位移的分析60-63
• 5.2.1 周向运动加速度分析60-61
• 5.2.2 轴向运动加速度分析61
• 5.2.3 轴向运动速度分析61-62
• 5.2.4 轴向运动位移分析62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 第6章 结论与展望64-66
• 6.1 研究结论64-65
• 6.2 课题研究存在的问题和展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间的研究成果70

【参考文献】

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1 刘国福,张s

本文编号：318376