单轨电动机车关键部件设计研究

发布时间：2020-04-10 22:59

【摘要】：煤矿辅助运输设备是维护煤矿可持续发展、提高煤矿运输效率的重要机械装备。据不完全统计,我国煤矿中每年有近200亿吨的物料以及支架需要运输,而其中近三分之一的物料需要辅助运输系统完成。巷道铺设需围绕煤层变化规律,随着煤矿开采的深入,辅助运输设备工况日益复杂恶劣。现有辅助运输设备制约着现代化矿井安全高效的生产。因此,对于单轨电动机车的设计研究具有重要的意义。在集成现有辅助运输设备优点的基础上,对单轨电动机车关键部件进行了设计研究。机车采用了分布式驱动、分布式制动的运行方式,提高了运行效率与安全性。单轨电动机车主要由轨道系统、机车驱动制动系统、起吊系统以及监控装置组成。机车采用复合驱动方式设计,可根据不同的轨道状况进行自适应切换。机车的智能监控系统可对单轨电动机车的运行进行实时监测与控制,保证其正常运行。首先,利用三维建模软件Solidworks建立单轨电动机车关键部件的三维模型,并通过有限元分析软件ANSYS Workbench对单轨电动机车中的关键零部件进行静力学与模态分析。结果表明,单轨电动机车中的轨道单元与起重装置总变形较小、满足强度要求。机车驱动齿轮以及起重装置前六阶模态与机车电动机频率相差较大,因此,理论上机车运行时不会发生共振现象。其次,利用动力学分析软件ADAMS对单轨电动机车进行动力学仿真模拟研究。结果表明,在加入齿条后,机车速度平稳、波动较小,双电机运行频率基本吻合;此外,对机车制动系统进行模拟仿真,结果表明,单轨机车在水平以及最大坡度中运行时,其制动速度以及制动位移符合煤矿安全标准。最后,通过单轨电动机车虚拟实验系统,完成了单轨电动机车整车以及驱动虚拟装配实验、虚拟会车实验,验证了机车设计的合理性,为单轨电动机车的加工实验提供依据。
【图文】：

机头,卡轨车,无轨胶轮车,无极绳绞车

各类矿井辅助运输设备Fig.1-1Auxiliarytransportationequipmentforallkindsofmines

技术路线图,电动机车,零部件

太原理工大学硕士研究生学位论文并在三维建模软件 Solidworks 中绘制出机车的三维模型。其次利用有限元分析软件ANSYS 对单轨电动机车的关键零部件模拟仿真计算，对不符合要求的重要零部件进行结构改进设计。最后对单轨电动机车进行动力学仿真分析，搭建虚拟实验系统进行验证分析，为单轨电动机车的生产装配提供一定的指导。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD52

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