隧道连续皮带机设计及动态分析研究

发布时间：2017-09-11 08:36

  本文关键词：隧道连续皮带机设计及动态分析研究

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【摘要】：目前,皮带机连续出碴系统已经成为了隧道出碴运输系统的重要发展方向,而其关键设备连续皮带机却主要依赖进口,因此有必要对连续皮带机进行设计研究。连续皮带机作为专用于长大隧道出碴的长距离、大功率的大型带式输送机,在非稳定工况时的动态特性问题十分突出,传统的带式输送机设计方法已经无法满足其设计要求,必须采用动态分析技术对其设计研究。 本文首先通过拟定隧道工程并设计皮带机连续出碴方案确定了常规设计的原始数据,并在解决了中间驱动装置设计和自动张紧装置张紧力的计算这两个关键问题后,对连续皮带机进行了常规设计,得到了动态仿真所需的初始参数。接着探讨了输送带的静特性和动特性,通过对比分析两种输送带粘弹性模型的特点,确定了应采用Kelvin模型作为输送带的动力学模型。之后,利用有限元分析法建立了连续皮带机的离散力学模型,并根据力学模型建立了模型各个单元的动力学方程,从而得到了整机的动力学方程,同时还研究了动力学模型中各参数的赋值方法。最后,根据连续皮带机动力学模型的特点,选择了Wilson-θ法作为动力学方程的数值求解方法,根据所提出的连续皮带机动力学逆问题的求解步骤,得到了仿真程序的流程图,并采用MATLAB语言编写了动态仿真程序,利用仿真程序对连续皮带机进行了仿真实验,并对仿真结果进行了分析以优化常规设计结果。 本文通过对连续皮带机进行动态分析研究为其设计研制提供了理论依据及样例,具有一定的参考意义。
【关键词】：隧道出碴 连续皮带机 中间驱动 动力学模型 动态分析 MATLAB 仿真
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题的提出11-12
• 1.2 连续皮带机概述12-16
• 1.2.1 连续皮带机工作原理13-14
• 1.2.2 连续皮带机结构组成14-16
• 1.3 带式输送机动态分析研究现状16-19
• 1.3.1 国外研究现状16-18
• 1.3.2 国内研究现状18-19
• 1.4 本文的主要研究内容及意义19-21
• 第2章 连续皮带机的常规设计21-30
• 2.1 常规设计的原始数据的确定21-23
• 2.2 中间驱动装置的设计23-26
• 2.3 自动张紧装置张紧力的计算26-27
• 2.4 常规设计的计算结果27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 输送带的动力特性研究30-37
• 3.1 输送带的结构与种类30
• 3.2 输送带的静特性与动特性30-33
• 3.2.1 输送带的静特性30-31
• 3.2.2 输送带的动特性31-33
• 3.3 输送带的动力学模型33-36
• 3.3.1 输送带的粘弹性动力学模型33-36
• 3.3.2 输送带动力学模型的选择36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 连续皮带机的动力学模型37-50
• 4.1 连续皮带机离散力学模型的建立37-39
• 4.1.1 建立模型的基本假设37-38
• 4.1.2 力学模型的建立及单元的划分38-39
• 4.2 连续皮带机动力学方程的建立39-45
• 4.2.1 各单元动力学方程的建立39-44
• 4.2.2 整机动力学方程的建立44-45
• 4.3 动力学模型中主要参数的确定45-49
• 4.3.1 质量矩阵M46-48
• 4.3.2 刚度矩阵K和阻尼矩阵C48-49
• 4.3.3 外力向量F49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 连续皮带机的动态仿真50-69
• 5.1 微分方程的数值解法50-53
• 5.1.1 Wilson-θ法的推导50-52
• 5.1.2 Wilson-θ法的计算机求解步骤52-53
• 5.2 仿真程序的编写53-55
• 5.2.1 编程语言的选择53
• 5.2.2 仿真程序的算法53-54
• 5.2.3 仿真程序的流程图54-55
• 5.3 启动过程的仿真及分析55-68
• 5.3.1 启动速度曲线56-58
• 5.3.2 启动仿真的初始条件58
• 5.3.3 仿真结果及分析58-68
• 5.4 本章小结68-69
• 结论与展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文78

【参考文献】

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本文编号：829713