不同因素对刮板链动态特性影响的仿真研究

对刮板链传动系统的传动原理做了简要分析,构建了其动力学模型及仿真模型;研究了刮板链不同输出功率、不同工作倾角及不同铺设长度对刮板链传动系统动力特性的影响。得出刮板输送机输出功率越大,平环与立环最大连接合力及平环与链窝最大啮合力越大;得出不同工作倾角下连接合力及啮合力变化规律;刮板链的铺设长度对平环与链窝啮合力的影响较小,但对平环与立环连接合力影响巨大。为不同工作环境选择不同安装方法及进一步对刮板输送机的研究提供了理论基础。     

刮板输送机链轮卡链工况下的动力学特性分析

建立了基于瞬态动力学分析软件MSC. Dytran的刮板输送机链轮传动系统等效动力学模型,分析了卡链过程中链轮与圆环链之间的接触动力学特性,得出链轮最大应变的变化规律：伴随着链轮与圆环链“冲击—反弹冶,最大应变在0. 06 s内经历4次“小—大—小冶周期性变化,且随着循环次数的增加,应变峰值逐渐降低,最后随着电机输出力矩的增加最大应变同步增加;选定链轮上5个特殊位置的节点,分析得出卡链过程中其应变、法向接触力、切向力、摩擦力的变化规律。     

刮板输送机驱动链轮的磨损机理研究

链轮是刮板输送机的关键部件之一,链轮的可靠性在刮板输送机的整个传动过程中有着重要作用,而影响其可靠性的关键因素是圆环链与链轮之间的啮合接触的力学特性。采用ANSYS/LS-DYNA有限元模块,分析了刮板输送机圆环链与驱动链轮啮合状态下的应力状态;使用圆环链与链轮啮合试验台模拟了驱动链轮的磨损状态,并使用表面形貌测量仪采集了链轮磨损形貌。结果表明,在圆环链与链轮进行啮合接触时,圆环链的紧边承受载荷;链轮链窝主要发生疲劳磨损和磨粒磨损。     

圆环链与驱动链轮啮合接触试验台的设计与研究

为探究矿用刮板输送机驱动链轮的磨损机理,需要对圆环链与驱动链轮的啮合接触过程进行研究分析。根据对刮板输送机的结构及工作过程的分析,设计了一种可进行圆环链与驱动链轮啮合接触试验的高效试验台,该试验台可用于进行圆环链与驱动链轮的啮合接触试验及不同工况条件对驱动链轮磨损情况的影响试验等。     

刮板输送机链传动系统动力学分析

为解决刮板输送机链传动系统动力学分析中建模困难、耗时费力的问题,在ANSYS/LS-DYNA软件中,利用APDL语言建立了刮板输送机链传动系统的参数化有限元模型,并实现了参数化动力学分析,可研究各种型号的刮板输送机在不同工况下的运行情况。以某刮板输送机为例,分析了不同转速下链轮和链条的动力学响应:链窝底部存在较大的接触力,以提供链环转矩;链轮转速越大,链条振动加剧,频率增大,振幅增加,对链轮产生更大的冲击;链环与链轮啮合过程中存在接触滑移。最后根据仿真结果提出了优化改进建议。     

埋刮板输送机链轮和链条的接触分析

链传动系统是埋刮板输送机的重要组成部分,链轮和链条不能完全啮合主要是因为链条和链轮的磨损或者是链条节距过大,导致啃齿、跳齿和冲击现象发生。为了研究啃齿、跳齿和冲击3种工况的接触强度,利用ANSYS瞬态动力学模块对这3种工况进行了接触强度分析,得出了3种工况的等效应力云图和应力随时间变化曲线。研究结果表明:跳齿、啃齿和冲击3种工况应力最大位置均位于链条和链轮接触的部位,此部位属于相对危险的区域,为链传动系统的改进提供了可靠的依据。     

刮板输送机驱动链轮磨损与啮合力学行为

刮板输送机驱动链轮的过度磨损是驱动链轮失效的主要形式,驱动链轮与圆环链的啮合力学行为与驱动链轮的磨损互相影响。采用试验与理论相结合的方法研究了刮板输送机链轮磨损特征以及驱动链轮磨损前后与圆环链啮合力学行为的不同。使用柔性三维扫描仪对驱动链轮链窝曲面磨损失效前后进行扫描与对比,利用数值分析方法对驱动链轮磨损前后与圆环链啮合力学行为进行分析。链窝曲面扫描结果表明磨损后驱动链轮链窝准线平移,母线由标准圆弧磨损为椭圆弧;对驱动链轮与圆环链啮合力学行为分析得出磨损后驱动链轮链窝与圆环链接触滑动距离与磨损量成线性关系,并与链窝准线斜率相关的结论;提出大γ角的滑动段以及小γ角的啮入段既能缓解链轮链窝磨损又可保证啮合稳定性的驱动链轮链窝准线设计要求。     

基于ADAMS的刮板输送机链传动分析

采用UG建立链轮和圆环链的三维模型,将建立的三维模型导入ADAMS后,定义链轮和平链环以及平链环和立链环之间的接触,设置运动副对其自由度进行约束,根据实际工况施加载荷进行仿真。仿真结果显示,链传动系统运行时受力最大点在与链轮接触的平链环上,启动瞬间圆环链受到的拉力和接触力都是最大的,易造成冲击振动。     

刮板输送机链传动系统故障检测与诊断

重型刮板输送机链传动系统故障中影响最大的就是断链事故,不仅影响煤矿企业生产计划,同时还可能造成安全事故。断链故障主要是由于链环所受应力突增导致材料出现塑性变形和开裂,因此从链环和与其啮合的链轮轮齿接触部位的应力分布、应变等动态特性出发,通过ANSYS分析并获取其应力变化特征,并以此作为样本,通过BP神经网络构建和训练预测模型,实现断链故障的预警及诊断。仿真结果表明,该方法对链轮、链条的应力变化跟踪较好,精度较高,可以满足断链故障的诊断及预警要求。     

刮板输送机链传动系统动力学建模与仿真分析

为研究刮板输送机链传动系统的动力学性能,建立了链传动系统的动力学模型。该模型主要考虑了链轮、链环、槽和刮板等主要零部件的质量、惯量和几何参数,并采用接触副描述各零部件之间的相互作用关系。在额定输出功率工况下利用所建模型进行动力学仿真,得到了链轮和链环的动态载荷,为链轮齿形优化、关键零部件强度校核及疲劳寿命预测提供了准确的边界条件。     

刮板输送机链环传动系统刚-柔耦合动力学建模与仿真分析

为了对刮板输送机链环结构强度进行动态校核,利用虚拟样机技术研究建立了链环传动系统刚-柔耦合动力学模型,根据刮板输送机链环传动系统实际功率的输出状态,分别对所建模型在额定功率输出、常功率输出和最大功率输出3种工况下进行立环载荷动态测试,最终得到了链环立环各仿真时刻的应力状态及应力最大节点的时间历程。本文的研究对刮板输送机链环传动系统设计、链环强度校核及链环疲劳生命周期预测具有指导意义。     

刮板输送机圆环链故障检测方法研究

基于ANSYS有限元软件,对刮板输送机链牵引过程中链轮和圆环链的受力特性进行了分析,介绍了圆环链故障检测装置和无线采集系统配置,详细阐述了圆环链故障检测方法和应用实施方案。检测结果表明,圆环链故障检测方法以驱动链轮齿根和圆环链受力变化规律为依据,基于先进无线传感技术实时对刮板输送机圆环链故障进行预警,能够避免因链条故障造成设备严重损坏事故。     

刮板输送机链轮传动系统接触动力学仿真分析

建立基于MSC.ADAMS的刮板输送机链轮传动系统虚拟样机模型,分析在各种工况下的动力特性。分析得出机头与机尾的驱动力矩及其合力矩的变化规律：启动瞬间驱动力矩快速到达最大值,平稳运行过程中呈现周期性变化,为配置装机电机的功率提供参考依据;分析得出圆环链与链轮之间接触力的变化规律、接触力最大值及其对应位置,为链轮有限元分析及结构优化提供载荷参考;分析得出圆环链所受拉力的变化规律,为进行链轮传动系统瞬态动力学提供了参考。     

基于ANSYS Workbench刮板输送机有限元仿真分析

针对刮板输送机易发生掉链、跳链等问题,以某型刮板输送机为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS Workbench对刮板输送机机头部链传动系统中的链轮、链轮传动轴、链轮传动轴支撑轴承等重要零部件等效应力和等效弹性应变进行仿真分析。仿真结果表明:刮板输送机机头部链传动系统中的链轮、链轮传动轴、链轮传动轴支撑轴承等重要零部件等效应力对应的安全系数都较大,对应的静态强度安全系数均大于5,满足实际和极端工况下的强度要求;对应的等效弹性应变都较小,满足实际和极端工况下的刚度要求。该研究为刮板输送机结构优化、传动效率提升、综合传动和力学性能的改善等提供理论依据。     

刮板输送机张力波动监测及疲劳诊断

为了监测和诊断刮板输送机链传动系统故障,提出了一种基于张力波动特征的疲劳诊断方法。首先分析了刮板输送机载荷变化引起的张力波动变化特性,在此基础上利用ADAMS构建了链传动系统张力波动动力学模型,并以此模型的仿真结果为载荷输入,利用ANSYS有限元分析软件,对链传动系统关键零部件的应力和变形分布情况进行监测,从而完成疲劳诊断。实验仿真结果表明,该方法能有效地对链传动系统张力进行实时监测,以及对链轮、链条等刮板组件的疲劳状态进行诊断。     

基于Pro/E的宽带链锻造立环三维辅助分析

为了进一步改善刮板输送机链轮链条传动系统的性能,利用Pro/E的三维辅助分析功能,对新设计的宽带链锻造立环进行了几何特性分析、联接运动分析、干涉检测等多项CAE分析,为锻造立环设计质量的提高提供了依据。     

卡链工况下刮板输送机扭摆振动特性分析

考虑到常规研究刮板输送机卡链工况时仅考虑双侧同样载荷卡链工况,主要研究单侧卡链工况及其对刮板链条体系扭摆振动特性的影响。对卡链故障的产生原因以及卡链载荷的模拟施加方式进行了分析。研究了刮板输送机卡链工况的力学模型,选用Voigt模型建立刮板输送机扭摆振动动力学模型,使用Matlab软件建立动力学方程和状态方程,对建立的动力学方程构造出函数子程序,实现动力分析的前处理。通过仿真分析得到卡链位置前后物料不同的4种工况下刮板链条体系扭摆振动速度、加速度以及张力情况,并进行了实验验证。研究结果可知,卡链过程会引起刮板链条体系强烈的扭摆振动,并且初始时候无物料情况下,扭摆振动更明显。前后方均有物料情况下,扭摆振动稍有减弱。     

输送机刮板链立环疲劳寿命预测方法研究

针对刮板输送机刮板链立环疲劳试验成本高、周期长的不足,利用多体动力学软件建立链传动系统的刚-柔耦合动力学模型。首先对典型工况进行仿真计算,得到立环在各仿真时刻的应力云图,并确定危险点;其次提取危险点的载荷应力时间历程,根据刮板输送机的任务剖面进行载荷处理,得到能够直接进行寿命计算的载荷谱;最后根据线性疲劳损伤累积法则进行立环危险点疲劳寿命计算,得到立环在任务剖面下的循环次数。利用虚拟样机技术进行立环疲劳寿命预测的方法,不仅可以减少疲劳试验成本,也可为将来进行整机的疲劳试验提供技术基础。