矿用W钢带成型机关键结构设计与仿真分析

发布时间：2019-07-11 19:55

【摘要】：近年来我国煤矿顶板事故和冒顶事故占总死亡事故的34.66%，由此可以看出煤矿巷道支护的安全可靠性问题仍很突出。原有的支护如工字钢、平带钢和钢筋梯梁，由于成本太高或强度不够，已经不能满足矿下作业的需求。W型钢带作为一种新型矿山支护材料，具有超强的抗弯性能以及较低的生产和使用成本，而且在不完整的顶板岩中应用效果比工字钢、平带钢和钢筋梯梁都要好。随着W型钢带在矿山巷道支护中广泛应用，对其高质高效生产提出了要求，成型工艺的研究和新型装备的研发也越来越重要。本文分析了国内外辊弯成型技术的研究现状，对W钢带辊弯过程的工艺进行了分析，确定了W钢带成型工艺为卷板辊弯成型工艺，通过计算最终确定了辊弯道次为9道次，其中第一道次的成型辊为校平辊，最后一道次的成型辊为过弯校正辊。考虑到材料的属性及产品的性能最终选定了每道次弯曲的角度，并对前后压辊间距的确定、弯曲方法的选择、坯料宽度的计算等进行了理论分析。根据W钢带生产的特点，为解决W钢带的连续生产，设计了随动剪切冲孔装置和控制系统。在PLC的控制下，，当达到所需要的冲孔长度或者剪切长度时，压紧机构压紧钢带，使活动装置与钢带同步前进，随后冲孔机构或剪切机构开始动作，当冲孔或剪切完成之后，压紧机构松开钢带，之后由回程机构将活动装置推回原始位置。最后计算了随动装置下各液压缸的动作时间，推导出了钢带运行的最大速度与最小钢带长度之间的关系。基于非线性有限元软件MSC.Marc建立了W钢带成型时的模型，并进行了数值仿真模拟，通过对仿真结果的分析，得到了W钢带辊弯过程中变形部位的等效塑性应力应变、钢带在变形过程中宽度变化、摩擦系数对于辊压力的影响，然后对钢带成型后的回弹进行了分析。最后针对现有工艺存在的问题，提出了W钢带成型的新工艺，通过仿真分析，验证了该工艺的合理性。该工艺具有钢带拉伸变形量小，压辊受力也较小的优点，在实际生产中得到了良好的效果。
文内图片：汽车底盘大梁Fig.1-1Automobilechassisgirders

图片说明：程中坯料在整个宽度上变形只产生在坯料与工作力使得坯料成型。不同之处在于辊式冷弯成型带，而端面形状发生明显的变化，即高度增大，宽压力作用下由于体积几乎不发生变化，所以坯料弯成型时，坯料变形区域有平缓过渡段，坯料在接料的变形形状为上下轧辊之间的空隙，变形区域带材通过冷弯成形加工出所需端面的外形；轧制成所需加工的端面。与冲压成型工艺和冷轧成型工艺的对比可以看出好的选择，不但成型速度快，而且成型作用力相对主要在以下行业[7]：车箱侧底板，重型车车底盘大梁（如图 1-1 所示）等。
文内图片：电缆桥架Fig.1-2Cabletray

图片说明：图 1-2 电缆桥架Fig.1-2 Cable tray新型矿山巷道顶部支护产品，W 型钢带也叫顶板一般采用厚度 3~5mm，宽度 140~320mm 卷钢板，冲出若干与锚杆直径大小相等锚杆孔，最终剪断成品，被广泛应用于煤矿井下巷道顶部的支护，对。它不仅降低了支护成本，而且更具有节省支护型支护时，W 型钢带要比传统所用的矿用工字钢架钢带和锚杆联合支护的手段在巷道支护中得到广泛，同时也大幅度降低了人工的劳动强度，健全了的效率，从而增加了整体的经济效益。的抗弯性能，它的抗弯截面模量较平带钢提高 54强度提高 28%～46%[10]，是矿机支护必备的材料
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD350.4

【参考文献】