大型带式输送机动态特性研究及其应用

带式输送机是散状物料实现远距离运输的高速度、自动化、连续性作业的理想设备,已广泛应用于电力、冶金、化工、煤炭、矿山、港口和粮食等许多部门。随着工业的需求,带式输送机向长距离、高速度、大运量、大功率等方向发展,带式输送机的动力学问题也越来越多。这就需要系统研究带式输送机的动态特性,实现在设计阶段预测和优化输送机的性能,从而使带式输送机在经济上更加合理、在技术上更加可靠。 第一章介绍了大型带式输送机的发展,对目前国内外的研究状况进行了分析,系统研究大型带输送机的动态特性是提高我国带式输送机设计水平及在国际市场的竞争能力的关键所在。 第二章分析了输送带的静态和动态特性,建立了输送带的数学模型,通过分析比较Kelvin和Maxwell两种基本粘弹性模型的特点后,选定Kelvin模型作为本文的输送带动力学单元模型。 第三章在带式输送机系统动力学分析的基础上,考虑了拉紧装置的刚度,建立了带式输送机有限元模型,以及系统的运动微分方程。该模型可以对单驱动、双驱动和多驱动的带式输送机进行动态分析。 第四章提出了输送机寿命期内的总费用最低为输送机优化设计的目标。分析了目前常用的几种带式输送机设计标准,选定CEMA标准作为本文的计算依据。计算并分析了带式输送机托辊间距对功率消耗的影响。在带式输送机翻转段的设计上提出了一种新的设计方法。 第五章开发了大型带式输送机设计系统软件。本软件采用虚拟现实技术与图形化建模技术实现带式输送机侧形设计、虚拟运行和虚拟监测功能模块,系统可以对各种工况进行静态计算和动态分析。实现在设计阶段预测和优化输送机的动态特性,从而使带式输送机在经济上更加合理、在技术上更加可靠。 第六章以本文开发的带式输送机设计系统软件为工具,对一大型带式输送机进行了静态设计,在正常启动、运行和停机等各种工况下对此输送机的动态特性进行了全面的分析,说明本文开发的软件的可靠性及实用性。本软件已经应用到工程实际中。