带式输送机时变负载驱动特性的研究

随着带式输送机向长距离、高速度等方向发展,对其动态特性的研究极其重要。在输送机复杂驱动特性的研究领域中,将负载转矩理想地简化为恒定值,却忽略了电机转速和转矩是随负载力矩的改变而实时变化。针对此问题,首先在RecurDyn中基于Voigt输送带模型建立重锤式带式输送机动力学模型;然后利用Simulink搭建异步电机矢量控制模型;最后利用多领域协同仿真思想,用电机驱动带式输送机,将输送机的负载转矩反馈给电机形成闭环控制使其启动至稳定运行,对其电流与动态特性进行分析。研究结果表明：该模型输出的电机磁链和转速达到设定的期望值,相对误差分别为0.01%和1.29%,从而精准地控制带式输送机的启动,证明其运行规律符合实际运行工况,为带式输送机的机电一体化系统设计提供一种行之有效的研究方法与依据。     

技术文摘专栏

长距离带式输送机输送带的动态特性仿真 【摘要】：基于AMESIM软件建立了长距离带式输送机输送带的动态仿真模型在满载、正弦加速度可控启动和不同启动时间条件下对60km长距离带式输送机进行了动态仿真得出了长距离带式输送机在4种启动时间下机头驱动滚筒输送带奔入点与机尾滚筒输送带处的张力变化规律仿真结果显示延长启动时间可显著降低机头驱动滚筒输送带奔入点与机尾滚筒输送带处的张力同时得出了输送带动态特性随启动时间增长的非线性变化规律     

输送带运动特性方程

本文从动力学的观点出发，结合输送带本身的粘弹特性，推导出了带式输送机系统中输送带运动特性方程的表达式，为输送带连续模型的建立以及带式输送机系统的动态设计奠定了基础。     

矿用带式输送机多工况纵向振动特性研究

针对不同工况下矿用带式输送机输送带存在的纵向振动特性复杂、系统不稳定、容易造成撒料等问题,采用数值模拟法对带式输送机空载启动和满载运行工况下的输送带纵向振动响应特性进行对比分析,分析结果表明：带式输送机在空载启动下的纵向振动响应与满载运行时的振动响应规律大致相同,空载启动时的动位移明显比满载启动时的动位移小,空载启动的动态特性优于满载启动动态特性,由此分析提出了相关改进措施,为延长带式输送机使用寿命,保证带式输送机稳定运行提供参考和依据。     

输送带刚度与阻尼对带式输送机动态特性的影响

运用ADAMS软件建立了带式输送机虚拟样机模型,通过对动态特性仿真,分析了输送带刚度、阻尼系数对启动过程的影响。随着刚度的降低,输送带带速的浪涌现象变得越来越严重;随着阻尼系数的增加,输送带消减振动的能力增大,使得振动曲线的峰值逐渐减小,阻尼系数起到了消弱振动强度的效果,为带式输送机动态特性分析和研究提供一种新的依据。     

基于液力耦合器的带式输送机启动特性优化研究

带式输送机系统在启动时,产生的启动动张力沿着输送带传递,导致机架受力变形、跑带等事故,给物料输送安全性带来了极大的挑战.因此,根据带式输送机传动系统的启动流程及启动工作要求,提出了一种基于液力耦合器的带式输送机柔性启动系统,即利用液力耦合器控制带式输送机在启动过程中的动态特性的启动系统.根据仿真分析表明,该液力耦合启动系统能够有效降低输送机在启动过程中的振动和冲击,极大地提升了输送机系统运行的安全性.     

带式输送机输送带特性研究

带式输送机的输送带是输送机的重要部件,在输送机中输送带的成本占很大比重.文章从输送带的材抖入手,研究了输送带的粘弹特性、动特性、静特性.以便控制其在运动状态下动态应力的峰值,防止断带事故的发生,并降低输送带的设计安全系数和节约投资.     

基于ADAMS的带式输送机输送带动特性仿真分析

针对某带式输送机,利用ADAMS动力学仿真软件分别用两种方法建立了输送带的模型并且建立了带式输送机的总机简化模型。通过仿真,得到了带式输送机在不同输送带的建模方式下,启动状态下机头驶入处动张力的变化规律。从而得出,其中一种柔性带块拟合建立输送带模型比另外一种刚性带块拟合建立输送带模型更适合,且更准确的对带式输送机的动态特性进行分析。     

阻尼比对输送带横向振动特性的影响研究

为避免带式输送机输送带发生跑偏或引起机架共振现象,影响带式输送机输送带正常摩擦传动,分析了输送带微元受力状况,建立带有黏性阻尼的输送带横向振动方程。基于Recurdyn仿真软件,建立带式输送机虚拟仿真模型。在不同的3个位置布置横向位移传感器,分析了带式输送机启动阶段与平稳运行阶段输送带横向振动特性,研究输送带阻尼比对横向振动的影响,通过分形盒维数定量研究输送带横向振动的系统稳定性。结果表明:输送带阻尼比对带式输送机横向振动影响较大,适当调整输送带阻尼比,能够有效降低输送带横向振动程度,当阻尼比在0.4～0.6内时,输送带横向振动位移盒维数较低,带式输送机系统稳定性较好。     

张紧方式对带式输送机启动特性的影响

带式输送机启动过程中，存在输送机动态特性明显、输送带承载段张力峰值波动大、张紧装置提供的张紧力不能保持稳定等问题。利用AMESim软件对不同的张紧方式进行建模，分析了不同张紧方式在“S”形正弦启动方式下，对张紧装置提供的张紧力以及输送带最大张力点的张力峰值波动的影响。仿真结果表明，张紧装置对张紧力的稳定性影响着输送带承载段的张力峰值波动大小，且成正相关性，仿真结果便于使用者根据不同的场合和条件使用不同的张紧方式。     

长距离矿用带式输送机启动过程的动态仿真研究

以斜沟煤矿6.9km带式输送机为研究模型,通过建立带式输送机的整机系统动力学模型,研究了长距离矿用带式输送机启动过程中的动态特性。分析得出：在启动过程中,机头驱动滚筒的张力大约是机尾改向滚筒张力的6倍,容易造成机头驱动滚筒、机架的破坏;输送带中的波动速传递到机尾时,机尾的瞬时速度变化较大,容易产生强烈振动现象。     

全永磁驱动带式输送机控制策略及动力学行为

针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明：全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。     

基于计算机仿真的带式输送机动态特性预测和控制

描述了带式输送机动力学现象，用有限元方法建立了带式输送机系统的运动微分方程。用仿真方法分析了带式输送机的动态特性，并与实测结果进行了比较。预测了紧急停车和起动过程中突然停电等工况下带式输送机的动态特性，并通过选择飞轮质量来达到控制和优化其性能的目的。     

带式输送机电液并联式混合驱动系统的研究

针对当前带式输送机驱动装置装机功率大、损耗能量、能源利用率低等问题，基于差动行星齿轮机构动力合成的原理，设计了具有广阔应用前景的带式输送机电液并联式混合驱动系统。采用AMESim仿真软件，建立了主交流电机变频调速驱动系统和辅助液压驱动系统模型，并进行了带式输送机从启动到稳定运行的动态特性分析。结果表明：所设计的电液混合驱动系统在带式输送机启动过程中，能进行功率、转速和转矩的合成，主、辅系统能够实现协同工作，带式输送机实现了“S”形速度曲线的软启动；在辅助液压驱动系统的工作下，主驱动电机的装机功率降低到了合理范围。     

长距离带式输送机的建模与观测器设计

带式输送机的传统静态设计方法无法保证系统的稳定运行,也造成设备的浪费。采用动态设计法建立了带式输送机简易的有限元动力学模型,并采用全维观测器观测出了带式输送机起动过程中各段的速度情况和张力变化情况。通过对带式输送机的速度曲线和张力变化曲线的Matlab仿真,其结果符合预期要求,为研究和设计带式输送机的稳定运行奠定了基础。     

带式输送机软起动系统的设计原则

论述了带式输送机软起动系统设计的要求,并详细讨论了如何正确设计带式输送机的软起动系统。     

带式输送机的动态特性研究及应用

从粘弹性动力学入手，研究了带式输送机在加速、减速和紧急制动时的动态特性，给出了系统加、减速度及动张力的计算公式及冲击限制设计方法。     

重型刮板输送机故障载荷工况与结构载荷工况的动力学仿真研究

为了研究重型刮板输送机在故障载荷与结构载荷卡链工况下的动态特性,建立了刮板输送机动力学模型,研究了故障载荷和结构载荷两种工况下刮板输送机的动力学特性,通过实例对输送机卡链、断链工况下的动力学特性以及链轮驱动的多边形效应、链条节距误差引起的动力学问题进行了数值仿真分析,仿真结果为重型刮板输送机的设计提供了理论基础。