基于异地操作的可变速绞车的设计与研究

发布时间：2017-08-03 12:02

  本文关键词：基于异地操作的可变速绞车的设计与研究

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【摘要】：在煤矿轨道运输中,矿用绞车是应用面最为广泛的牵引设备,其安全运行关系到整个煤矿辅助运输环节。但现如今,无论煤矿使用的运输绞车还是调度绞车均采用电机进行驱动,采用机械差动方式进行调速,由此带来调速性能较差、存在安全隐患、操作相对困难、刹车闸皮磨损较快等缺点。本文再结合现存绞车优点的前提下,设计一款新型可视化异地操作可变速绞车,能够代替煤矿传统的运输绞车和调度绞车的使用,有效改善上述弊端。首先,参照目前国内外在该领域主要的现状及其煤矿生产对绞车的要求标准,在分析了现存绞车的诸多缺点后,结合常见的绞车结构形式,提出了采用电动机作为驱动,采用液力—机械差动方式进行调速传动。设计出绞车总体方案后,详细分析新设计绞车的驱动方案、调速方案和制动方案的实现。其次,在结合绞车的总体设计方案和主要的工况要求,对新设计绞车的整体机械结构进行了详细的设计与分析,包括驱动方案,液力传动方案,制动系统方案及其关键器件的选型。在确定绞车整体方案后,对绞车的传动系统进行详细的理论设计计算,对关键受力构件进行ANSYS静力学分析,校核关键部件刚度、强度是否满足设计要求,以修正结构参数。然后,针对新设计绞车采用的液力变矩器建立了数学模型以便于后续的仿真和验证、建立了变速箱液压控制系统的数学模型以便于研究绞车变速换向性能。运用AMESim软件建立绞车的传动系统的整体模型,并对绞车变速换向系统进行仿真分析,验证其调速性能及其制动特性。最后,由于新设计绞车采用电动机带动液力变矩器的传动形式,为验证所选电动机与变矩器能否得到良好的联合工作特性,而对其进行了匹配特性分析。采用MATLAB软件语言编程做出电动机与液力变矩器共同工作的特性曲线,对电动机与变矩器的匹配特性进行了验证。对新设计绞车进行样机研制与简单的现场试验,初步验证绞车各项性能参数。理论分析与试验表明,本课题绞车设计合理,满足设计要求,能够代替现存各式电动绞车的应用,在煤矿运输安全上具有较高的实用价值。
【关键词】：绞车 异地操作 可变速 数学模型 AMESim仿真 匹配特性
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD524
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 变量注释表18-20
• 1 绪论20-30
• 1.1 课题背景及研究意义20-23
• 1.2 国内外矿用绞车的研究现状与发展趋势23-27
• 1.3 课题主要研究内容27-28
• 1.4 论文章节安排28-30
• 2 绞车的总体设计方案及其研究30-48
• 2.1 绞车的工况特点及设计要求30-31
• 2.2 绞车驱动方案的选择31-34
• 2.3 绞车调速传动方案的设计与选择34-41
• 2.4 绞车制动方案的确定41-45
• 2.5 绞车异地操作的实现方案45-47
• 2.6 本章小结47-48
• 3 绞车机械结构的设计与分析48-80
• 3.1 绞车主要性能参数的设计要求48-50
• 3.2 绞车液力传动元件的选择50-54
• 3.3 绞车滚筒结构的设计与计算54-65
• 3.4 绞车行星减速机构的设计65-69
• 3.5 绞车变速箱的设计与计算69-74
• 3.6 绞车制动机构的设计与计算74-78
• 3.7 本章小结78-80
• 4 绞车关键结构件的有限元分析80-92
• 4.1 引言80
• 4.2 关键结构件的三维仿真模型的建立80-85
• 4.3 结构件的有限元分析结果85-90
• 4.4 本章小结90-92
• 5 基于AMESim的绞车系统建模与仿真分析92-116
• 5.1 AMESim软件介绍92-93
• 5.2 液力变矩器工作原理分析与数学建模93-101
• 5.3 基于AMESim绞车传动系统的建模101-105
• 5.4 基于AMESim绞车液压控制系统建模105-109
• 5.5 绞车系统模型的仿真分析109-115
• 5.6 本章小结115-116
• 6 绞车电动机与液力变矩器匹配特性分析及其样机研制与试验116-130
• 6.1 引言116
• 6.2 电动机和变矩器的选择及其匹配116-117
• 6.3 电动机和变矩器的匹配分析117-123
• 6.4 异地操作可变速绞车的样机研制与试验123-129
• 6.5 本章小结129-130
• 7 总结与展望130-132
• 7.1 全文总结130-131
• 7.2 展望131-132
• 参考文献132-136
• 作者简历136-138
• 学位论文数据集138

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 高焕芹;李炳文;王建武;曲利;;矿用小绞车滚筒端侧板的理论分析[J];煤矿机械;2006年10期

2 余佑官,龚国芳,胡国良;AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用[J];液压气动与密封;2005年03期

3 王瑞,陈海霞,王广峰;ANSYS有限元网格划分浅析[J];天津工业大学学报;2002年04期

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本文编号：614238