圆管带式输送机压陷阻力的分析研究

圆管带式输送机在运行过程中,输送带压陷阻力是影响其运行阻力大小的主要因素,通过对托辊与输送带间压力和输送带在运行过程中能量损耗的分析,对输送带压陷阻力的产生机理和计算方法进行了研究。     

承载段输送带压陷阻力理论研究

研究承载输送带压陷阻力能耗机理,可以为设计低能耗、高速度、大运量、大功率输送机提供理论依据。通过对运行中输送带与物料间相互作用机理研究,覆盖层采用三元件固体模型,基于平型托辊上输送带压陷阻力能耗理论,推导出承载输送带通过槽形托辊时压陷阻力及压陷阻力系数计算公式,并结合具体输送机技术参数,利用公式和MATLAB软件对几种主要影响因素进行了分析和探讨,结果表明该公式能够正确反映各种因素对压陷阻力系数的影响,可以通过选配合适的输送带黏弹性参数,并结合调整输送带和输送机的结构参数达到降低输送带压陷阻力的目的。     

基于CEMA计算方法的压陷滚动阻力系数影响因素分析

带式输送机压陷滚动阻力的确定是带式输送机设计中的重要问题。对压陷滚动阻力的产生机理进行了分析,明确了压陷滚动阻力的确定可划分为输送带压陷变形模型和材料模型两个部分,通过Jonkers的压陷滚动阻力计算模型展示了托辊直径、输送带下覆盖层厚度等因素的影响趋势。将CEMA小试样压陷滚动计算式转化为压陷滚动阻力系数计算式,分析了载荷变化、带速变化和温度变化等因素的影响。得出在常温条件下,压陷滚动阻力系数随载荷增加而增加、随温度增加而减小;在高带速条件下,带速对压陷滚动阻力系数几乎没有影响;CEMA7的小试样计算方法并不能直接得到实际的压陷滚动阻力系数,尚需要根据大试样的测试结果进行修正,但所反映的变化趋势将对输送带的配方设计及其选用具有指导意义;CEMA7的载荷修正系数没有完全考虑实际输送物料在输送带上的分布,其计算结果存在一定的偏差等结论,对带式输送机的输送带选用具有重要的参考价值。     

圆管带式输送机输送带弯曲阻力的理论分析

圆管带式输送机是在传统槽形带式输送机基础上发展起来的新型环保带式输送机。自投入实际使用以来,在世界范围内得到日益广泛的应用。圆管带式输送机正常运行工况沿带速方向受到输送带反复弯曲阻力和压陷阻力等的影响,由于其特殊结构,弯曲阻力与普通带式输送机有所不同。本文主要以六边形托辊组的圆管带式输送机为例,对弯曲阻力的计算进行分析。     

考虑温度影响的钢丝绳橡胶输送带粘弹性模型建立及压陷阻力分析

为了研究带式输送机运行过程中,输送带覆盖层与托辊的压陷阻力变化规律,以三元件固体模型为基础,考虑温度对输送带粘弹性能的影响,提出并建立一种考虑温度的三元件四变量热粘弹动力学参数模型。再利用变温动态压缩实验,得到不同温度下的动态加载力与时间的曲线,通过一阶傅里叶级数拟合和推导获得了输送带橡胶覆盖层的热粘弹动力学参数模型公式,并对公式的准确性进行了验证,最后建立了包含温度、带速等参数的输送带压陷阻力系数计算方程,分析了各因素对压陷阻力系数的影响,并通过实验验证了压陷阻力系数计算方程,研究结果为指导带式输送机的节能运行控制提供了依据。     

橡胶输送带压陷阻力数值仿真与实验分析

为研究钢丝绳输送带的压陷阻力特性,以托辊、输送带、牵引导板为压陷阻力测试系统的模型,以Ansys中Mooney-Rivlin定义橡胶覆盖层属性、以Isotropic定义钢丝绳属性,将覆盖层与钢丝绳、覆盖层与牵引导板、钢丝绳与牵引导板间设置为Glue约束,模拟钢丝绳芯橡胶输送带,仿真研究了St2000型输送带的压陷阻力特性,分析结果表明:当托辊压下力小于100 N时,压陷阻力几乎为0,受覆盖层粘弹性和滞后性的影响,压陷阻力随压下力的增加呈非线性增加,当压下力均值达到3 000 N时,压下阻力均值为26.3 N。对St2000输送带的压陷阻力进行实测,测得在3 000 N压下力作用下,压陷阻力均值为27.2 N,实验结果表明仿真模型具有一定的有效性,研究结果为橡胶输送带的耗能分析与计算提供基础。     

矿用带式输送机关键部件悬垂度分析与数值模拟

针对矿用带式输送机关键部件输送带在输送过程中悬垂特性比较复杂,容易产生较大振动和噪声等问题,通过对输送带基本特性的分析,建立了输送带粘弹性数学模型,并利用有限元仿真软件对不同托辊间距、不同输送带张力下的输送带最大悬垂度进行数值模拟分析,结果表明:输送带在恒定张力作用下,托辊间距越大,输送带最大悬垂度也会增大,悬垂度不呈现平方关系;当输送带托辊间距不变时,输送带的最大悬垂度随输送带张力的增大而减小,整体并不呈现出线性关系,最终验证了理论分析的正确性,对于输送带最小张力的求解和计算等提供参考。     

带式输送机模拟摩擦系数测试及运行能耗研究

针对国内目前使用的大带宽、长距离带式输送机运行能耗过高问题,对带式输送机运行阻力进行理论分析,主要阻力在运行阻力中所占比重最大;设计了一种模拟摩擦系数测试试验台,对带式输送机在实际工况下的模拟摩擦系数进行测试。结果表明:该装置能在不同带宽、带速、托辊直径、托辊间距等多参数下对模拟摩擦系数进行测试,实验测得的模拟摩擦系数比目前使用的国家标准GB17119/GB10595减小了5%～10%,整机的计算功率降低了5%～20%,总成本可下降近100万元,达到了降低电机功率、减小拉紧力、保护输送带,降低生产成本的目标。     

基于磁电理论对磁式带式输送机的机理分析

在讨论了三种带式输送机(气垫式、托辊式、磁式)主要优缺点的基础上,根据目前气垫带式输送机(气垫机)以及托辊带式输送机的发展与应用,提出了磁式带式输送机的结构以及运行机理。磁式带式输送机将输送机上的托辊用磁场代替,输送带为磁性输送带,在盘槽处安装矩形线圈,通电后矩形线圈产生磁场,利用磁极相同具有相互排斥的特性支撑输送带及其物料,这样可以使原有的按一定间距布置的托辊支撑或者连续的气垫支撑变为连续的磁场支撑,因为输送带与盘槽的接触是空气接触,减小了运行阻力。该设计的特点是可以通过改变通电线圈电流的大小进而改变磁场大小,从而适用于不同重量物料的运输。     

带式输送机输送带垂度的有限元分析

研究相邻两托辊间输送带的变形分布情况。用UG对带式输送机进行三维建模,通过数据接口把模型导入ANSYS Workbench软件,建立有限元模型,施加约束,负载和支撑,进行工作载荷下的有限元分析。分析指出在稳定工作状态下托辊形状和托辊间距对输送带垂度的影响,对于带式输送机安全有效地运行是十分重要的。     

输送带弯曲阻力虚拟测试仿真分析

为模拟弯曲阻力实验台的工作过程,研究输送带弯曲阻力变化规律,采用虚拟样机技术,将实验台的机架视为各项同性弹性体,将输送带视为各项异性弹性体,构建了弯曲阻力实验台的虚拟模型,仿真分析了不同张紧力、不同托辊直径等工况下,输送带弯曲阻力变化规律及实验台的动力学特性。研究结果表明:弯曲阻力随着压下力和带速的增大而增大,随着张紧力和辊径的增大而减小。最后通过对比试验与仿真结果验证了虚拟模型的准确性。     

带式输送机调心托辊正压力对纠偏能力影响规律的研究

针对某煤炭企业运行中的带式输送机跑偏问题,借助Adams有限元仿真计算软件,开展了调心托辊正压力对纠偏能力影响规律的研究工作。结果表明,输送带轴向力和跑偏量随调心托辊正压力的增大而增大。之后修改了企业带式输送机运维手册,明确可以把微调输送带运行速度作为抑制输送带跑偏的方法使用,试验应用表明,调心托辊正压力与跑偏量的变化规律准确,通过微调输送带运行速度可以改善输送带跑偏程度,为煤炭企业运维工作提供技术支撑。     

管式输送机扭转故障原因分析

主要通过对管式输送机运行中受到的阻力进行分析计算,得到各种阻力对输送带和托辊的影响,找出造成管式输送机输送带扭转的几种主要原因,从而避免和预防输送带扭转故障的发生。     

圆管带式输送机托辊组压陷阻力的理论分析

通过分析圆管带式输送机的特性 ,论述了其托辊法向力和压陷阻力的分析方法 ,经过详细的理论推导 ,得出了理论计算公式。     

采煤工作面带式输送机托辊结构的优化研究

为解决采煤工作面带式输送机托辊中部断裂、输送带磨损严重以及跑偏的问题,在研究带式输送机托辊结构的基础上,采用数值模拟手段分别对托辊中部焊接不同数量圆环后的等效应力和位移进行仿真分析,并最终确定出在托辊均匀焊接2个圆环的手段对带式输送机关键承载结构进行优化,为保证采煤工作面的安全和生产效率奠定基础.     

带式输送机压陷阻力的边界元分析

为了利用现代仿真技术准确获得带式输送机的动态特性,不仅需要建立恰当的胶带仿真模型,而且还应建立合适的胶带运行阻力模型。胶带运行阻力包括胶带和散料的弯曲阻力、托辊的旋转阻力和胶带的压陷滚动阻力。其中压陷滚动阻力是主要的运行阻力,因此运用恰当的方法对其进行正确计算非常重要。针对胶带的粘弹特性和滚动接触边界条件,运用一种基于付立叶级数的特殊边界元法对胶带进行建模仿真,仿真结果与由经验公式得到的理论结果十分吻合。最后给出了几个算例以研究不同的参数对压陷滚动阻力的影响。     

基于Maxwell的永磁阻尼装置数值模拟与实验验证

为提高下运带式输送机运行的可靠性,提出采用永磁阻尼托辊来实现制动的调节。利用Maxwell软件的3D瞬态求解器得到永磁阻尼装置瞬态磁场磁感应强度及电涡流分布图,分析了磁感应强度及电涡流的分布特点和规律;通过仿真计算得出了永磁阻尼装置的阻尼力矩。利用压陷滚动阻力实验台间接测得不同带速下永磁阻尼托辊的阻尼力矩。结果表明,仿真与实验结果符合程度较高,为永磁阻尼托辊的进一步研究提供了依据。     

带式输送机承载托辊旋转阻力特性试验研究

带式输送机承载托辊的使用性能对带式输送机的运输效率及性能具有重要的影响，采用实验的方式，对承载托辊的旋转阻力特性变化进行分析。采用托辊加载实验台进行实验分析，分别对输送带的速度及载荷对旋转阻力的影响进行实验研究，从而为带式输送机的使用提供参考。     

基于多体动力学特性的输送带跑偏研究

输送带跑偏是带式输送机运行过程中最常见的故障。为研究输送带跑偏运动规律及各种因素对其产生的影响,提出基于多体动力学方法,对带传动系统进行离散处理,根据输送带与滚筒间的刚柔多体耦合接触,建立其多体非线性接触动力学模型,研究滚筒平行度、输送带黏弹性特性、运行状态以及输送带与滚筒间压陷深度等对输送带偏移量的影响,并在此基础上研究输送带跑偏对主动滚筒可靠性的影响。研究结果表明:输送带跑偏不仅与受力有关,还与其材料黏弹性特性引起的弹性变形有关;滚筒平行度公差与输送带偏移量呈单调递增关系;输送带黏弹性特性决定其与滚筒间的压陷深度,且输送带偏移量随着压陷深度的增大而增大;输送带运行速度越高、输送距离越长,输送带偏移量越大;输送带跑偏将导致主动滚筒应力、应变及其分布发生变化,降低其使用寿命。     

一种带式输送机磁悬浮托辊的设计与研究

托辊是带式输送机的重要组成部件,其作用是承托输送带,以保证带式输送机平稳运行。为克服传统托辊中机械轴承摩擦磨损带来的旋转阻力大、带速受限、能耗大等难题,设计了一种径向方向采用永磁轴承支承,轴向靠机械力约束的磁悬浮托辊。采用等效磁荷法推导了永磁轴承承载力数学模型,并利用MATLAB对主要参数进行了设计与分析。通过与有限元法比较,验证了等效磁荷法设计的永磁轴承的合理性。磁悬浮托辊的旋转阻力测试结果表明,磁悬浮托辊能有效减少摩擦和降低运行阻力。