马辉[1]2007年在《大型带式输送机动态仿真模型研究与系统开发》文中指出带式输送机是广泛用于矿山、港口、码头、电厂、冶金、化工、建材、粮库等工农业的连续输送设备。近年来,随着科学技术的发展,采用长距离、大带宽、大运量、高带速的带式输送机输送散装物料己成为带式输送机发展的主流。原有带式输送机设计、选型所存在的缺陷逐步显露出来,尤其是在起动、制动动态过程产生的动载荷将直接影响到输送带的选择、拉紧装置的位置,驱动装置的位置和驱动功率的确定等。它们是带式输送机设计技术上可靠性和经济上合理性的核心。因此对带式输送机的动态特性进行研究是保证输送机在起动、制动过程中寻求降低输送带和其他零部件的动载荷,使总体方案得到优化的重要途径。论文对输送机的研究主要有以下几个方面:采用有限元方法建立了带式输送机动力学模型。该模型综合考虑了输送带的粘弹性、各部件的摩擦系数等与运动有关的参数影响。采用的方法是:分别对输送带、拉紧装置、驱动装置和制动装置等单元建立动力学方程,获得带式输送机起动过程和制动过程中胶带各个位置的位移、速度、加速度和动张力;进而进行带式输送机系统的总体动力学分析。最后通过分析修正原有设计,使带式输送机的设计更加优化。开发了带式输送机动态分析软件系统。该软件以VC进行系统前端开发以MATLAB进行后端计算仿真,利用MICROSOFT SQL SERVER数据库工具建立与系统相关的数据库表。系统操作简单、功能完备,能够输出带式输送机系统任意位置的动态仿真结果且可以进行二维图、叁维图和动画效果显示,并以Word文档形式输入全部参数、仿真分析结果(包括图形)予以保存和输出。
唐天新[2]2016年在《带式输送机的动态分析及工艺优化研究》文中认为带式输送机是先进、高效率的散状物料输送设备。通常用于冶金、煤炭、钢铁、水泥等行业。应实际的工业生产要求,远距离、大输送、大扭矩以及快传送正逐渐成为输送机的发展趋势,相关行业对其动力学特性及控制自动化也尤为重视。而全面地去研究输送机的动态特性及相关理论,有利于从设计阶段对输送机的性能先行优化,以促使技术更趋成熟、经济更趋节约、产品更加可靠的带式输送机的发展。本文先把带式输送机的发展及特点结合国内外对带式输送机动态特性的研究情况作出了简单介绍,描述了济钢物流系统2#生产线的带式输送机的实际状况和存在的问题。其次,利用输送带的静态、动态特性结合实际使用中的问题,选择Kelvin-Voigt模型以建立输送带的数学模型对其进行力学分析以便详细地对输送带的有关特性进行研究。而后,运用杜汉梅耳原理解出哈密顿原理带式输送机的系统粘弹性连续型动态特性方程,再算出叁角形、正弦形及抛物线形这叁种加速度的计算公式,最后去对动加速度及动张力做出求解。再后,选择济钢物流系统取-1带式输送机为参考案例,把输送机的起动工况用MATLAB软件进行仿真研究,分析其基频的冲击及纵向振动等特性,以便分析输送机的动态特性,而向带式输送机在系统优化及改进时提供理论支持。最后,通过论文分析以及输送带的实际运行工况,对济钢物流系统带式输送机和有关工艺设备在稳定、安全和经济方而提出合理的优化方案,主要包括带式输送机、斗轮机的设备改造优化和创新。
赵娜[3]2002年在《带式输送机的动态研究与仿真》文中研究表明带式输送机是现代散状物料连续运输的主要设备。随着工业和技术的发展，采用大运量、长距离、高带速的大型带式输送机进行散状物料输送已成为带式输送机的发展主流。在高速情况下，带式输送机存在的主要问题之一是起制动过程中输送带的动张力问题，而传统的静态设计方法将输送带视作刚体，并且在静力学基础上按静止或匀速运行状态对输送机系统进行受力分析和参数设计，将动张力以一定系数计入，用加大安全系数方法提高设计可靠性，这不仅会使带式输送机的成本提高，还可能引发起制动过程中较大的输送带动应力及运行过程中的不稳定性，从而导致输送带接头的失效及滚筒、托辊、轴承乃至其它部件的损坏。而对带式输送机实施动态设计可优化静态设计中的某些参数，大大提高设计的准确性，确保带式输送机系统运转过程中的可靠性，减小安全系数，降低设备投资。 本文通过对输送带的粘弹性特性进行了深入的研究，推导出了输送带运动特性方程的通用表达式，分别建立了带式输送机系统的动态连续模型和闭合回路的离散模型。所建立模型的动力学方程不仅考虑了输送带的粘弹性力学性质、运行阻力、张紧装置的惯性力和输送带挠度变化下的弹性模量，同时也考虑了输送带初始张力的影响。编制的仿真程序对所建的连续模型针对拉紧装置不同的布置方式和不同的激励方式等工况进行了仿真，并在此基础上进行了实验验证。本文还将动态分析结果同静态方法的计算结果进行了比较，充分体现出了动态研究的经济效益，同时还根据动态研究结果进行了动态选型设计。
胡坤[4]2012年在《带式输送机绿色设计关键技术与应用研究》文中提出带式输送机是当今世界最重要的散状物料运输设备,被广泛应用于煤矿、电力、港口、化工、环保、物流等行业。由于传统设计方法的限制,带式输送机存在着能源资源耗费量大、安全系数取值高、整机造价成本高、技术含量低、噪声粉尘污染等问题。本文将绿色设计技术应用于带式输送机设计领域,以环境保护为设计理念,综合考虑带式输送机产品的环境属性、资源属性、能源属性以及经济性,对带式输送机动态设计技术、虚拟样机技术以及可拆卸设计等绿色设计关键技术进行研究,对节约产品成本,降低能耗,提高产品可维护性及可靠性,减少环境污染有着重要的意义。主要研究内容和特色如下：1.带式输送机的动态特性取决于输送带的性质,在考虑输送带内部摩擦效应的前提下,以BERG模型为基础,提出了一种包含内部摩擦的输送带力学模型,给出了模型内部参数的确定方法,建立了计算机模型,并对其进行仿真和试验验证；利用离散单元法,推导出了基于包含内摩擦输送带力学模型的带式输送机系统动力学方程,其动态仿真结果与启动工况相一致,表明了包含内摩擦的输送带力学模型的正确性及动态设计方法的有效性。2.利用功率键合图方法推导出了带式输送机液压自动拉紧装置的数学模型；并以此为理论基础,采用多领域统一建模方法,建立了液压自动拉紧装置虚拟样机；进而对拉紧装置稳定性和快速性的相关因素进行了仿真研究。研究结果表明,带式输送机液压拉紧装置虚拟样机还原了物理样机的功能性,可以方便地取代昂贵的物理样机进行试验。通过改变虚拟样机的相关参数,能够对不同设计方案进行性能测试,从而完成液压拉紧装置的系统优化,达到节约能源材料,降低设计成本,提高系统稳定性和可靠性的目的。3.零件的可拆卸性决定了带式输送机在使用过程中的可维护性,以及系统报废后的零件重用性和材料回收性,是带式输送机绿色设计中重要的一环。以带式输送机关键部件滚筒作为研究对象进行可拆卸设计研究,针对现阶段普通整体式滚筒的缺点,提出一种可拆卸式滚筒结构,对其进行可拆卸性及工作性能评价分析,结果表明可拆卸式滚筒不仅具有良好的可拆卸性,同时还具备可靠的工作性能。4.以带式输送机绿色设计关键技术为基础,提出了带式输送机绿色设计方法的基本步骤,并对一带式输送机设计方案进行绿色设计开发实例研究,经过方案选型,系统动态分析,零部件虚拟设计,可拆卸设计等环节,得到改进的带式输送机绿色设计方案；绿色设计方案比原方案节约成本约8.51%；应用多层次模糊评价方法对设计方案进行绿色评价,结果表明带式输送机绿色设计方案比原方案具有更好的绿色环保性。
许志洋[5]2007年在《基于虚拟样机的带式输送机的设计研究》文中研究说明本文通过虚拟样机技术来对带式输送机进行设计。即在概念设计阶段,通过学科理论和计算机语言,对设计阶段的产品进行虚拟性能测试,达到提高设计性能、降低设计成本、减少产品开发周期的目的。带式输送机是现代散装物料连续运输的主要设备。随着工业和技术的发展,采用大运量、长距离、高带速的大型带式输送机进行散装物料输送已成为带式输送机的发展主流。在高速情况下,带式输送机存在的主要问题之一是其起、制动过程中输送带的动张力问题,而传统的静态设计方法将输送带视作刚体,并且在静力学基础上按静止或匀速运行状态对输送机系统进行受力分析和参数设计,将动张力以一定系数计入,用加大安全系数方法提高设计可靠性,这不仅会使得带式输送机的成本提高,还可能引起制动过程中较大的输送带动应力及运行过程中的不稳定性,从而导致输送带接头的失效及滚筒、托辊、轴承乃至其它部件的损坏。而对带式输送机实施虚拟设计可以优化静态设计中的某些参数,大大提高设计的准确性,确保带式输送机系统运转过程中的可靠性,减小安全系数,降低设备投资。本文分析了虚拟样机技术的理论基础、基本方法和技术,借助大型虚拟样机技术软件——ADAMS,研究了虚拟样机技术在产品开发、实验仿真中的实际应用。以带式输送机为例,通过在ADAMS中建立简化的叁维动力学模型,研究了虚拟样机技术思想与方法的具体实现,并对输送带的动态特性参数进行了测定,说明通过ADAMS可以对带式输送机进行动态分析和优化设计。
陆悌元[6]2011年在《带式输送机液压张紧装置的动态仿真研究》文中研究表明本文对带式输送机液压张紧装置进行了研究,通过利用MATLAB平台的Simulink动态系统仿真环境对带式输送机液压张紧装置从启动到稳定运行时的工况进行了仿真。从而为带式输送机液压张紧系统的设计及理论研究提供了一定的参考,以保证带式输送机安全、稳定的运行。带式输送机作为煤炭开采过程中最理想、最高效的连续运输设备,与其它运输设备相比,除了具有输送距离长、运量大、可连续运输以及运行可靠等优点外,而且还便于实现自动化,能够进行集中控制等。而在带式输送机正常运行过程中,它的一个重要组成部分——张紧装置的作用尤为重要。它不仅可以为输送带的正常运行提供足够的张紧力、补偿输送带的弹性伸长外还可以带式输送机的重新接头做一定的行程准备。近些年来,随着煤矿生产的大型化、井下运输能力的提高以及巷道的不断延伸,这就对带式输送机张紧装置提出了更高的要求。传统的重锤式、固定式等纯机械张紧装置已经很难适应长距离带式输送机的张紧要求。因此,张紧装置需要向张紧力可调、能够实时监测、张紧系统响应快速、系统运行安全可靠等方向发展。本文介绍了带式输送机输送带的动力学模型及分析方法,对带式输送机液压张紧装置的模型及其相关理论进行了分析,并以此为基础确定了带式输送机从启动到正常运行时的速度、加速度,启动时间等相关参数。对张紧装置进行了设计、优化。最后,对所设计的带式输送机液压张紧系统进行了仿真。本研究严格按照仿真过程进行。通过对带式输送机张紧装置模型的简化,建立张紧装置的液压系统模型,建立系统的控制方块图,计算传递函数,输入相关参数,从而在Simulink环境下对系统进行了仿真。结果证明了所建立的液压张紧系统的正确性,仿真结果具有一定的可行性,并可对带式输送机张紧装置的设计具有一定的借鉴作用。图[36]表[3]参[59]
杨振兴[7]2013年在《带式输送机及其自动拉紧装置的仿真分析研究》文中认为拉紧装置作为现代大型带式输送机的关键部件,其发展过程是一个随着带式输送机的演进不断完善发展的过程。随着带式输送机长距化、大型化、高速化的发展,为其配备的拉紧装置也从无到有,经历了重锤式、游动小车式、智能拉紧式的发展。现代大型带式输送机设计对拉紧装置的实时响应能力提出了新的更高的要求。本文分析了带式输送机工作的各种工况,对拉紧装置的设计要求做了对比分析,同时研究各种模型下输送带的振动方程,以本文的仿真原型为例建立了输送带的横向振动方程,并建立了冲击载荷作用下ZJ—120/45D变频调速自动拉紧装置的传递函数。通过对带式输送机及其自动拉紧装置的机械系统、液压系统的AMEsim软件仿真建模,以输送带为研究对象分析带式输送机的动态特性曲线,以游动小车为对象分析拉紧装置的各种动态性能,得出如下结论：输送带张力在输送机启动过程中逐渐增大,在这个过程中拉紧装置为输送机提供的张紧力也在逐步增大。对水平布置的输送机来说,张力在80—90s之间出现一次波动,而对于U形布置的输送机来说,会在35S、59s、81s的时候出现几次较大波动,同时在81—150s之间一直有张力波动存在。输送机布置形式对输送机及其拉紧装置的影响很大。短距输送机输送带内的速度波动比长距输送机内的速度波动要大的多。机尾速度波动出现在机尾开始运动以后,并且在长距输送机内这个波动大概持续60s,而在短距输送机内可以持续约l00s左右。较长输送机拉紧装置游动小车的最大移动速度为0.07m/s,较短输送机游动小车的最大速度为O.05m/s。长输送机在65s左右游动小车出现倒行现象,这时速度曲线有一个很明显的波动,而后游动小车缓慢前移,直到300s后输送机稳定运行,游动小车速度为零。短输送机游动小车,从30s开始到90s会出现叁次明显的往复运动,在这个阶段速度也一直存在正负波动,而在输送机稳定运行后游动小车速度趋于零。在冲击载荷作用下,输送机游动小车的速度和位移曲线会出现明显的波动,且短距轻载输送机的波动效应比长距重载输送机的明显。本文中,长输送机的拉紧装置的位移在10s的时间内快速变化,张紧力出现一个大约为正常运行张力2倍的冲击张力。短输送机拉紧装置的张紧力同样出现波动,且其波动比长距输送机更加剧烈,在大概5s的时间内位移张力急剧变化,出现的冲击张力约为正常张力的3倍左右。分析表明,带式输送机变频调速自动拉紧装置在保证输送机正常起制动及停车时所需的张力外,还能实时响应输送机运行中的各种应力变化,对冲击载荷也有一定的卸荷作用。
庞晓旭[8]2015年在《带式输送机纵向振动特性研究》文中进行了进一步梳理大型带式输送机在运行尤其是过渡过程中表现出的动力学问题越来越明显，严重的将导致断带等重大安全事故的发生。目前国内外带式输送机的设计计算依然以静态设计为主，主要通过加大安全系数来保证带式输送机的安全可靠运行，因此进一步研究大型带式输送机的振动特性具有十分重要的意义。本文采用理论、案例和试验研究相结合的办法，以可控驱动系统满足带式输送机动力学要求为目标，具体研究大型带式输送机纵向振动的动力学问题，为大型带式输送机的研发提供一定的理论支撑。论文基于悬链线理论建立了输送带最小张力垂度条件的辊间输送带弹性悬链线方程，提出了考虑弹性模量的辊间输送带最小张力的垂度条件，得到了辊间输送带最大垂度计算公式，通过实例及仿真对比分析验证了该计算公式的准确性，为较准确的计算垂度条件下的最小张力提供理论依据。为了掌握大型带式输送机在过渡过程中的振动特性，论文建立了基于输送带粘弹性微分本构方程的带式输送机纵向振动的动力学方程，得到了不同边界条件下动位移和动张力的解析解，通过仿真分析探讨了影响带式输送机纵向振动的各种因素，提出了限制大型带式输送机纵向振动的控制策略及下运极端工况下零转速满转矩的控制方法，并通过案例和试验研究验证了该控制策略与方法的正确性及优越性。且论文根据纵向振动动力学方程求解过程提出了一种可以简化为粘弹性杆或弹性杆系统的连续纵向振动动力学偏微分方程的一般求解方法，为类似系统的研究提供了一定的理论方法。为了解决大型带式输送机由于振动和冲击引起动张力过大而导致输送带断带引发的次生事故，论文提出了带式输送机断带抓捕装置的设计原则：在正确判断断带发生的同时对输送带实施快速、可靠、有效的抓捕，并以此研制了多信号检测的全断面液压楔形抓捕装置。通过理论、仿真及试验研究得出了该抓捕装置在12°自锁角下具有最优的抓捕效果，其抓捕时间仅有0.75s，为断带抓捕装置的设计开发提供了理论依据和技术支撑。本文研究成果可为减小大型带式输送机在过渡过程中出现的振动问题提供一些适宜的控制方法，也为输送机的设计开发提供了一定的理论依据。
夏荣昌[9]2017年在《头尾双驱动大倾角圆管带式输送机启动特性研究》文中认为圆管带式输送机作为现代散装物料连续运输的主要设备,广泛应用于冶金、矿业、化工、电力、建材、港口等行业的散料输送系统。其主要部件包括输送带、驱动电机、传动滚筒等。其中,输送带作为承载和运输主要部件之一,具有明显的粘弹性力学特性,输送带各处的带速、加速度和张力式是随时间动态变化的,这种特性在输送机启动和停机等不稳定工况中表现明显。本文从输送带的粘弹性特性和驱动系统的控制机理出发,针对头尾双驱动大倾角的工况,建立了圆管带式输送机系统模型,通过仿真和现场测试分析输送机的启动特性。本文具体的研究内容如下:(1)基于Kelvin模型对输送带单元进行受力分析,推导出输送带的力学方程;以泰富重装集团设计的圆管带式输送机样机为研究对象,建立了其离散模型及数学模型;在AMEsim环境下,建立了其离散仿真模型。通过该模型,可分析输送机系统各处带速、张力、负载等参数的变化规律,为圆管带式输送机系统的设计和结构优化提供参考。(2)基于直接转矩控制原理,搭建了叁相异步电机直接转矩控制系统的仿真模型,进一步对双电机驱动系统的功率平衡控制原理进行分析,采用主电机速度闭环控制、从电机转矩控制的主从控制方案,建立了圆管带式输送机双电机驱动系统;在AMEsim和Matlab-Simulink的环境下,建立圆管带式输送机系统的联合仿真模型。通过仿真试验,着重分析输送机启动过程中驱动电机的输出转矩、滚筒负载、输送带张力等物理量的变化规律。结果表明:该双电机驱动系统能够实现主、从电机的功率平衡控制、负载平衡和带速同步。(3)通过对驱动电机给定不同的转速和负载进行转速和加载调试试验,验证了驱动电机的转速控制性能和加载性能;以大倾角圆管带式输送机样机系统为测试对象,在空载和满载启动工况下,进行了驱动电机功率测试,并对测试结果进行了分析。结果表明:无论是空载还是满载工况,从启动到平稳运行,主、从电机的功率输出基本上趋于一致,说明了本文所采用的主从控制策略能实现圆管带式输送机主从电机的功率平衡控制。
亢石磊[10]2014年在《基于RecurDyn的带式输送机虚拟样机动态分析》文中提出带式输送机作为应用最广泛的散料连续运输装备,随着我国十一五期间大型煤矿的大规模建设,输送机技术也得到了快速的发展。研发应用了很多长距离、高带速、大运量的带式输送机。这就对输送机设计提出了更高的要求,静态设计对一部分输送机已经不再适用,而且偶有事故。有必要对输送机的各种可能的运行工况,尤其是恶劣工况在设计阶段进行动态分析,找出零部件的受力最大值,并且对薄弱零部件进行加固。也可以针对输送机的具体情况对电控系统做出限定,如规定输送机启停时间的最小值。本文将叁维虚拟样机技术引入到带式输送机的设计分析中,介绍了虚拟样机技术的多体动力学理论基础及应用前景。完整描述了输送机在多体动力学分析软件RecurDyn中简化、建模的全过程。然后用两种典型的驱动方式控制输送机的运行：①直接启动与紧急制动；②S型控制启动与S型控,制制动。具体分析在这两种控制方式下输送机上的各种参数变化,如：驱动滚筒趋入点与奔离点的张力变化、改向滚筒趋入点与奔离点的张力变化、载重段与空载段最小张力处垂度的变化、张紧滚筒的动态特性等。针对这些动态参数再结合选用的控制方式,可以为输送机部件的设计选型提供一些边界条件。鉴于本文只是探讨叁维仿真的方法,而且限于计算机处理能力与叁维仿真的计算规模,本文仅对一条20米长的输送机进行仿真。仿真得到的结果与我们以往的认识在感性上基本一致,只是叁维仿真可以得到更加精确的数值结果。例如：以往对冲击张力的计算是将静态计算得出的张力值乘以安全系数来得到,以此最终确定输送带的型号。在本仿真中可以根据仿真得到的数值直接精确地确定。这说明本文的仿真方法是一种有效的分析方法。
参考文献：
[1]. 大型带式输送机动态仿真模型研究与系统开发[D]. 马辉. 辽宁工程技术大学. 2007
[2]. 带式输送机的动态分析及工艺优化研究[D]. 唐天新. 山东大学. 2016
[3]. 带式输送机的动态研究与仿真[D]. 赵娜. 太原理工大学. 2002
[4]. 带式输送机绿色设计关键技术与应用研究[D]. 胡坤. 安徽理工大学. 2012
[5]. 基于虚拟样机的带式输送机的设计研究[D]. 许志洋. 安徽理工大学. 2007
[6]. 带式输送机液压张紧装置的动态仿真研究[D]. 陆悌元. 安徽理工大学. 2011
[7]. 带式输送机及其自动拉紧装置的仿真分析研究[D]. 杨振兴. 太原理工大学. 2013
[8]. 带式输送机纵向振动特性研究[D]. 庞晓旭. 太原理工大学. 2015
[9]. 头尾双驱动大倾角圆管带式输送机启动特性研究[D]. 夏荣昌. 湖南科技大学. 2017
[10]. 基于RecurDyn的带式输送机虚拟样机动态分析[D]. 亢石磊. 太原理工大学. 2014
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