基于虚拟样机的带式输送机的设计研究

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中建立简化的三维动力学模型,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。