基于ABAQUS塔式矿井提升机围包角选取研究

摘要：以JKM-4X4井塔式摩擦提升机为实体模型,建立相应的主轴装置有限元模型。借助于ABAQUS大型有限元分析软件计算,得到了该提升机摩擦轮循环疲劳应力分布,以及在不同围包角下摩擦轮循环疲劳应力分布规律。为塔式提升机现场安装时围包角的选取及设计提供了可靠的理论基础。     

深井多绳摩擦式提升机钢丝绳强度综合仿真研究

深井多绳摩擦式提升机是深部煤炭开采的关键设备,深井提升机钢丝绳的疲劳和强度问题一直是矿井提升领域研究的热点和难点。通过建立深井井塔式提升系统的有限元模型,同时考虑提升动力学效应,研究不同导向轮与摩擦轮的位置以及不同钢丝绳围包角对提升钢丝绳应力和疲劳特性的影响,为研制深井提升系统提供理论参考。     

带式输送机改向滚筒的有限元分析

对带式输送机改向滚筒进行了多次有限元分析,考察相同输送带张力、不同围包角条件下,滚筒筒壳中部、轮毂和筒壳焊接内侧等效应力分布规律以及滚筒中部位移分布规律,并进行对比分析。研究表明:在围包角为60°时,筒壳中部等效应力和径向位移(趋近圆心方向)幅值最大;在围包角为90°时,轮毂与筒壳焊接处等效应力和筒壳中部的切向位移(顺时针方向)幅值最大,可为滚筒设计人员提供参考。     

井塔式提升机摩擦轮与导向轮位置关系研究

针对深竖井提升钢丝绳寿命较短难题,对井塔式提升机摩擦轮与导向轮位置关系进行了研究。建立了摩擦轮中心到导向轮中心垂直高度的数学模型,并进行了数值仿真。仿真结果表明:垂直高度随围包角α的增大而减小,随提升钢丝绳间距的增大而减小;当α185°时,垂直高度随α的增大而下降的较为剧烈;当α195°时,垂直高度随α的增大而下降的较为平缓,几乎不变。为导向轮布置合理化、钢丝绳寿命提高提供了理论参考。     

多绳提升机摩擦轮与主轴联接新结构及特点

多绳摩擦式提升机主轴装置主要由摩擦轮、主轴、滚动轴承、轴承盖和轴承座等单件组成。它不但传递扭矩,而且承受着两侧钢丝绳拉力,因此摩擦轮与主轴联接结构尤其重要。1早期的联接结构从1958年我国生产第一台塔式多绳摩擦式提升机到70年代末,生产的多绳提升机的摩擦轮与主轴联接方式均采用铸钢轮毂与磨擦轮轮辐直接焊接联接．与主轴采用过盈配合联接,如图1所示。轮毂热装到主轴上后与摩擦轮轮辐进行焊接,此焊缝无法进行退火处理,存在焊接应力,因此此处就容易较早产生疲劳裂纹,并逐渐扩展,发展到不能使用,造成停产,这种情况已在一…     

带式输送机滚筒筒壳受力状态的有限元分析

带式输送机滚筒的有限元分析可用于不同设计方案的比较,从而找出更合理的设计方案,提高带式输送机系统经济性。从输送带结构及筒壳受力特点的角度分析了由输送带张力施加在筒壳表面的轴向及周向载荷分布,通过对输送带和滚筒的结构关系,给出了符合实际的筒壳表面轴向载荷分布;对所建立的滚筒有限元模型的计算结果与Lange试验结果比较,验证了模型的正确性;分析了在相同输送带张力和滚筒结构下围包角对筒壳最大应力的影响。结果表明:当围包角在40°~120°区间时,筒壳最大应力明显高于围包角大于180°的应力。针对端盘的设计问题,分析了筒壳轴向及径向截面的应力特点,验证了靠近辐板位置处存在最小应力区,且应力循环次数为2次,可作为最佳焊缝区域。     

多绳摩擦式矿井提升机主轴装置的运动学分析

选用多绳摩擦式矿井提升机,根据设备运行实际工况,对主轴装置分6个阶段进行运动学分析。运用Pro/E绘制出主轴装置的三维模型,采用ANSYS软件对主轴和摩擦轮进行有限元分析,绘制出运动各阶段主轴及摩擦轮的位移、应力云图,分析危险工作阶段和危险部位,验证结构设计的合理性和安全性,为优化设计提供依据。     

基于胀套联接的多绳摩擦式提升机主轴装置设计研究

针对世界矿山市场激烈的技术竞争,提出了一种基于胀套联接的多绳摩擦式提升机主轴装置新结构,该结构通过胀套的胀紧功能,使电动机转矩经主轴、胀套传递到摩擦轮上,简化了主轴和摩擦轮的结构,减少了加工过程,降低了加工成本;以JKM-3.5×4型摩擦式提升机为例,对胀套进行了选型计算;最后进行了实际工作载荷下的有限元分析,得到胀套的最大应力为326 MPa,验证了新结构的可行性,进而为多绳摩擦式提升机提出了一种新型设计方法。     

单绳缠绕式提升机主轴装置疲劳应力分析研究

对单绳缠绕式提升机主轴装置进行了受力分析与计算,建立了有限元分析模型,得到提升开始和提升终了工况下的应力与变形,同时推出了提升终了阶段的疲劳应力值,全部满足设计使用要求;通过分析易疲劳点的应力更有利于对主轴装置的设计与后期的运行维护。     

多绳摩擦式提升机摩擦轮的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,建立摩擦式提升机摩擦轮的三维有限元分析模型。在此基础上研究了摩擦轮在均匀面载荷作用下轮壳和幅板的变形与应力分布规律。结果表明:摩擦轮的应力较低,摩擦轮轮壳各个子午面和剖面的变形和等效应力分布规律基本相同。分析结果可为摩擦轮的结构设计和应变检测提供基础数据。     

基于粒子群算法的提升机主轴装置应变测点优化研究

为更好地进行多绳摩擦提升机主轴装置应力应变研究,基于改进的粒子群寻优算法,对主轴装置的应变检测点实现了组合优化。首先,分析了主轴装置的力学模型,根据力学模型实现主轴装置有限元仿真及模态分析。根据仿真结果,初步选取特殊点作为主轴装置的应变测点;其次,以模态置信度准则为优化目标,基于粒子群算法对检测点实现组合优化,为防止优化过程中陷入局部最优,对粒子群做了交叉操作的改进;最后,以测点优化结果作为指导,在主轴装置相应位置粘贴应变片,利用无线应变仪实现各测点的应变检测。该研究方法为后续主轴装置故障诊断及摩擦提升机载荷检测的研究提供了数据基础。     

JKM4×4型多绳摩擦提升系统改造后的防滑核算

对带导向轮的塔式多绳摩擦提升系统进行防滑分析,推导出3种主要危险工况的防滑核算公式。以某矿改造后的JKM4×4型多绳摩擦提升系统为实例,进行了防滑核算。核算结果表明,选取高摩擦系数衬垫,是多绳摩擦提升的防滑关键。     

K25摩擦衬垫在摩擦轮提升机中的应用

针对摩擦衬垫是摩擦式提升机的一个重要组成部分,对矿井摩擦轮主提升机摩擦衬垫性能进行了探讨比较,并对K25型摩擦衬垫在翟镇煤矿主井摩擦轮提升机的应用试验情况进行了分析论证,并提出改进措施。     

煤矿特殊巷道乘人装置的主驱动绳轮优化设计

以煤矿特殊巷道乘人装置的主驱动绳轮为研究对象,利用机械优化软件ANSYS建立主驱动绳轮的力学模型并对其进行了有限元分析,同时研究了主驱动绳轮的结构尺寸对其应力和变形的影响,找出影响主驱动绳轮应力的主要结构参数,进而以最大应力为约束条件,以质量最小为优化目标对主驱动绳轮进行了主参优化设计。     

有限元法在多绳摩擦式提升机主轴过盈装配中的应用

运用有限元软件ANSYS Workbench建立了JKMD-2.8×4型多绳摩擦式提升机主轴装配的有限元模型,并对其施加约束和载荷后进行非线性求解,获得了主轴装配时的轴向接触反力曲线图。计算结果与实际情况基本吻合,证明了有限元法的正确性和可靠性,为实际装配提供了有力的理论依据。     

基于ANSYS WORKBENCH的多绳摩擦式提升机主轴有限元分析

以多绳摩擦式提升机实际工况下的力学理论为基础,通过ANSYS WORKBENCH建立了提升机主轴的有限元模型。主要分析了主轴在正常载荷和2种非常载荷下的等效应力和应变,从而找出主轴的危险截面所在之处,为多绳摩擦式提升机主轴的设计和计算提供了新的理论依据。     

基于ANSYS的苏制2×5×2.3型提升机支轮结构改造

运用ANSYS软件建立苏制2×5×2.3型矿井提升机卷筒有限元模型,进行支轮结构的静力学分析,找出卷筒在正常工况下支轮的应力分布规律.针对支轮开裂损坏的部位及特点,对其进行局部结构改造,进而提出支轮改造的有效措施,并在矿山现场进行了实践.研究结果表明：外侧支轮应力分布均匀,而内侧支轮在人孔圆弧处出现严重的应力集中现象;加大人孔圆弧半径可以削弱圆弧部位的载荷;将轮辐加强成箱形结构后,卷筒的最大应力值由原来的299 MPa降低到232 MPa,降低了22 ％,轮辐应力有所降低,人孔圆弧处应力集中现象减弱.     

矿用双钩提升机最大静张力差工况点分析

矿用双钩提升机最大静张力差现场检测时,其工况点的分析是一大难点。在明确缠绕式双滚筒、落地摩擦式、塔式摩擦3种常用双钩提升机结构及运输原理的基础上,以立井双钩提升机为研究对象,对各类不同条件下、不同提升容器时的最大静张力差工况点进行分析。通过示例分析,为有效确定最大静张力差工况点提供参考,进而为提升机最大制动力矩的计算提供准确依据。