架空乘人装置楔形断绳抓捕装置研究

发布时间：2017-09-04 01:01

  本文关键词：架空乘人装置楔形断绳抓捕装置研究

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【摘要】：煤矿斜井架空乘人装置具有经济实用、安全可靠、环境适应能力强等优点,已被普遍应用于井下人员运送中。如果架空乘人装置在正常工作时突发断绳事故,将会严重威胁到煤矿中人员和财产安全。近年来,国内外已有人员进行了关于架空乘人装置断绳抓捕装置的研究,但是相关研究尚处于初级阶段,目前已有的断绳抓捕装置方案存在各种各样的不足之处,尚无技术成熟的产品广泛应用到煤矿生产当中。因此,设计一种高效、可靠的断绳抓捕装置对煤矿安全生产具有重要的现实意义。本课题在分析断绳事故发生原因的基础上,结合某煤矿架空乘人装置的实际工况,明确断绳抓捕装置的设计目标,研究了断绳抓捕装置的整体方案。本文系统地阐述了楔形自锁原理,结合机械设计原理研究出断绳抓捕装置机械结构,并采用机电液一体化设计思想,研究出配套液压驱动系统。应用Solid Works软件对断绳抓捕装置机械结构进行建模,应用Workbench软件对模型进行静力学仿真。应用AMESim软件对装置液压系统进行建模仿真。应用ADAMS软件对断绳抓捕过程进行动力学建模仿真。静力学仿真结果表明楔形滑块倾斜角在满足自锁条件范围内,取值增大有利于减小机架的最大应力。应用AMESim软件对液压系统工作全过程进行仿真,结果证明本文设计的液压系统是合理有效的。仿真分析了可能影响抓捕时间的因素,结果表明提高蓄能器充气压力、合理选择蓄能器容积、合理选择控制阀参数均能有效缩短抓捕时间。应用ADAMS软件建立机械结构和钢丝绳的模型,仿真分析抓捕过程中各部分的运动情况和受力情况,从动力学角度研究机械结构特性。对可能影响抓捕效果的因素进行仿真分析,为优化方案提供了依据。以上各仿真结果均证明本课题研究的断绳抓捕装置是合理有效的。
【关键词】：架空乘人装置 断绳抓捕 楔形角 液压系统 动力学
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD55
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 课题研究背景11-15
• 1.2.1 架空乘人装置概况11-12
• 1.2.2 架空乘人装置发展历史12-14
• 1.2.3 架空乘人装置安全保护装置发展概况14-15
• 1.3 国内外研究动态15-19
• 1.4 课题主要研究内容19-21
• 1.4.1 研究内容19-20
• 1.4.2 技术路线20-21
• 1.5 本章小结21-22
• 第二章 楔形钢丝绳断绳抓捕装置整体方案研究22-36
• 2.1 设计原则及目标22-23
• 2.2 钢丝绳断绳抓捕装置整体方案设计23-26
• 2.2.1 抓捕力计算23-25
• 2.2.2 钢丝绳断绳抓捕装置整体方案设计25-26
• 2.3 机械结构设计26-31
• 2.3.1 楔形自锁原理26-28
• 2.3.2 重要尺寸关系28-30
• 2.3.3 机械结构总体方案30-31
• 2.4 液压系统设计31-33
• 2.5 电控系统设计33-34
• 2.6 本章小结34-36
• 第三章 断绳抓捕装置机构静力学仿真36-48
• 3.1 仿真前处理36-40
• 3.1.1 三维模型建立与简化36-38
• 3.1.2 导入模型与前处理设置38-40
• 3.2 楔形滑块倾角仿真研究40-42
• 3.3 不同弹性模量钢丝绳仿真研究42-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 液压系统仿真研究48-68
• 4.1 液压系统模型建立48-52
• 4.1.1 模型搭建48-49
• 4.1.2 参数设置49-50
• 4.1.3 控制信号设置50-52
• 4.2 仿真结果分析研究52-67
• 4.2.1 仿真全程主要参数曲线及分析52-57
• 4.2.2 影响抓捕时间的因素仿真与分析57-67
• 4.3 本章小结67-68
• 第五章 抓捕机械结构动力学仿真研究68-86
• 5.1 抓捕过程分析68-72
• 5.1.1 钢丝绳振动分析68-70
• 5.1.2 动力学碰撞仿真方法70-71
• 5.1.3 ADAMS中碰撞力定义方法71-72
• 5.2 ADAMS动力学仿真72-84
• 5.2.1 抓捕机械结构模型72
• 5.2.2 添加约束及受力72
• 5.2.3 设置仿真控制器72-73
• 5.2.4 仿真结果及分析73-84
• 5.3 本章小结84-86
• 第六章 结论与展望86-88
• 6.1 结论86-87
• 6.2 展望87-88
• 参考文献88-92
• 致谢92-94
• 攻读硕士期间发表的学术论文94

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本文编号：788377