皮带机驱动滚筒包胶耐磨性研究

发布时间：2017-09-27 11:00

  本文关键词：皮带机驱动滚筒包胶耐磨性研究

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【摘要】：皮带输送机在国内物料运输业发展中占有重要地位，特别在港口、煤矿运输行业，是最重要的输送设备之一。它是利用摩擦驱动来实现连续运输物料的一种机械，驱动滚筒是其重要部件和组成部分，长时间的运转使得滚筒表面严重磨损，带与滚筒间的摩擦系数会降低，导致打滑故障频繁发生，因此探究如何增大滚筒表面的摩擦牵引力具有重大意义。 为了提高皮带机的输送能力，本文从增大滚筒表面摩擦系数的角度出发，通过在滚筒表面包覆一层包胶结构来增大摩擦牵引力，并基于仿生摩擦学，，设计出新型包胶结构，探究这些包胶结构对滚筒表面耐磨性的影响。 本文分析了皮带输送机的挠性摩擦传动原理，确定了驱动滚筒表面的受力特性。对皮带机打滑的原因进行了分析，并提出了增大皮带机传动装置牵引力的三种方法：提高带的初始张力、增大滚筒包角、增大摩擦系数，其中增大摩擦系数的途径更实用经济。 以菱形网纹包胶滚筒作为研究原型，运用有限元分析方法，对其简化的具有几何、材料非线性的包胶滚筒的受力和变形状态进行了研究，并与传统钢制光面滚筒作了比较，对比分析了各滚筒表面的磨损特性。运用仿生设计方法，以仿生非光滑理论为依据，仿生设计出了不同表面形貌的包胶结构模型。分析了影响滚筒包胶耐磨性能的主要因素，选取出包胶材料、结构、尺寸这三个因素，在ANSYS中对各因素不同状态下的仿生包胶接触模型进行了受力对比分析，研究了不同因素对包胶耐磨性的影响作用。 运用正交试验设计的方法来寻求一种较优耐磨性包胶整体结构方案。以仿生包胶模型为研究对象，安排了影响包胶因素（材料、结构和尺寸）下不同参数组合的包胶摩擦性能正交优化试验。采用方差分析法分析了基于ANSYS分析得到的试验指标数据结果，最后得出了影响包胶耐磨性因素的主次关系，并确定了包胶耐磨性的较优参数组合方案。
【关键词】：皮带机 驱动滚筒 包胶仿生设计 有限元分析 正交试验设计
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景9-10
• 1.2 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2.1 研究目的10-11
• 1.2.2 研究意义11
• 1.3 国内外研究概况11-13
• 1.4 本文主要研究的内容13-15
• 第2章 皮带输送机概述及传动原理15-24
• 2.1 皮带机结构组成及其分类15-16
• 2.2 皮带机传动原理及滚筒受力分析16-21
• 2.2.1 皮带机挠性摩擦传动原理16-19
• 2.2.2 皮带机驱动滚筒受力概况19-21
• 2.3 皮带机打滑原因及预防措施21-23
• 2.3.1 皮带机输送带打滑的原因21-22
• 2.3.2 皮带机输送带的防滑处理方法22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 皮带机驱动滚筒有限元分析24-45
• 3.1 有限元法及 ANSYS 软件概述24-25
• 3.2 驱动滚筒结构尺寸及其结构简化25-28
• 3.3 传统钢制光面驱动滚筒有限元分析28-37
• 3.3.1 钢制光面滚筒的主要参数28-29
• 3.3.2 钢制光面滚筒有限元模型建立及其荷载施加29-33
• 3.3.3 钢制光面滚筒有限元计算结果分析33-37
• 3.4 超弹性包胶驱动滚筒有限元分析37-43
• 3.4.1 包胶滚筒的有限元模型建立及其荷载施加37-39
• 3.4.2 包胶滚筒有限元计算结果分析39-43
• 3.5 包胶滚筒与钢制光面滚筒的性能比较43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 滚筒包胶的仿生设计及其有限元分析45-67
• 4.1 滚筒包胶结构的仿生设计45-52
• 4.1.1 仿生摩擦学介绍45
• 4.1.2 仿生研究设计方法45-47
• 4.1.3 仿生耐磨技术在包胶滚筒上的应用47-48
• 4.1.4 滚筒包胶表面不同形貌的仿生设计48-52
• 4.2 滚筒包胶耐磨性的影响因素52-54
• 4.2.1 影响滚筒包胶耐磨性因素概括52-53
• 4.2.2 滚筒包胶所选材料性能比较53-54
• 4.3 仿生包胶接触模型有限元分析54-66
• 4.3.1 不同材料包胶接触模型有限元分析55-59
• 4.3.2 不同结构包胶接触模型有限元分析59-63
• 4.3.3 不同尺寸包胶接触模型有限元分析63-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第5章 基于 ANSYS 分析的仿生包胶正交优化试验设计67-83
• 5.1 正交试验设计方法介绍67-68
• 5.2 正交试验数据结果的分析方法68-73
• 5.2.1 极差分析法68-69
• 5.2.2 方差分析法69-73
• 5.3 仿生非光滑包胶的正交优化试验安排73-76
• 5.3.1 试验因素水平表的确定74
• 5.3.2 正交试验方案的安排74-76
• 5.4 仿生包胶的正交试验数据计算及其结果分析76-82
• 5.4.1 试验数据的确定及相关计算76-79
• 5.4.2 试验结果的方差分析与较优组合方案的确定79-82
• 5.5 本章小结82-83
• 第6章 总结与展望83-85
• 6.1 全文总结83-84
• 6.2 展望84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-89
• 攻读硕士期间成果89

【参考文献】

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本文编号：929278