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工作面输送机传动特性与参数匹配研究

作　者: 孙阳辉
导　师: 何柏岩; 赵美
学　校: 天津大学
专　业: 机械工程
关键词: 工作面输送机 传动特性 Matlab\Simulink 参数匹配
分类号: TD52
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 85次
引　用: 1次
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内容摘要


工作面输送机是综采设备的核心组成部分,在工作过程中承受拉压、弯曲、重载、腐蚀和冲击等作用,工作环境恶劣。链传动系统主要由链轮、刮板和链条组成,是工作面输送机的重要组成部分;工作过程中经机头和机尾链轮的转动带动链条和刮板移动,从而实现煤炭的运输。因此,链传动系统是工作面输送机的关键部件,其可靠性和稳定性直接关系到工作面输送机整机的工作效率和使用寿命,关系着企业的生产效率和利润。本文深入研究了工作面输送机链传动系统的动力学行为和链条预紧力对电机启动性能和链条张力的影响。文章主要工作和研究成果如下:首先,驱动系统中电机的建模是基于三相异步电动机的机械特性曲线,建立电机的数学模型,然后运用Matlab\Simulink中的S-Function模块,通过编程建立具有反馈功能的电机仿真模型,并进行电机的空载和额定负载启动的仿真。其次,在链传动系统中基于非线性有限元软件Abaqus分别建立链环和链轮的弹塑性接触有限元模型,通过分析结果分别求得链环的刚度系数和链轮的扭转刚度系数,从而为链传动系统的仿真模型提供仿真参数。最后,通过有限段法将工作面输送机链传动系统离散成Kelvin-Vogit模型,建立链传动系统的纵向离散化模型。利用Matlab/Simulink软件包的矩阵连接(Matrix Concatenation)等模块建立链传动系统的仿真模型。基于建立的驱动系统和链传动系统仿真模型建立工作面输送机的整机仿真模型,对工作面输送机进行满载启动工况和驱动电机非同时启动工况进行仿真,得到各种工况下电机的输出转矩、转速,链条的张力、速度和加速度等曲线。研究预紧力大小对工作面输送机驱动电机非同时启动时间的影响,寻求其最优链条预紧力和启动时间,从而合理分配启动初始时刻机头尾电机的负载转矩,降低链传动系统的波动特性。本文深入分析了工作面输送机链传动的动力学行为,通过建立工作面输送机系统仿真模型,得到其各种工况下系统的仿真曲线,为工作面输送机的链传系统动力学设计和整机参数匹配研究提供一定的理论依据。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 引言  7-8
  1.2 工作面输送机简介  8-10
  1.3 链传动系统存在的问题及选题意义  10-11
  1.4 工作面输送机链传动系统动力学分析的国内外研究现状  11-13
  1.5 本文的主要研究内容  13-14
第二章 三相异步电动机的数学建模与仿真  14-20
  2.1 引言  14-15
  2.2 三相异步电动机的数学建模  15-16
  2.3 三相异步电动机的仿真模型  16-17
  2.4 三相异步电动机的启动仿真与验证  17-18
  2.5 本章小结  18-20
第三章 驱动系统数学模型的建立  20-27
  3.1 引言  20-21
  3.2 液力偶合器的数学建模  21-23
  3.3 减速器的数学建模  23-25
  3.4 机电液驱动系统仿真模型  25-26
  3.5 本章小结  26-27
第四章 工作面输送机链传动系统建模  27-42
  4.1 引言  27
  4.2 链传动系统动力学模型的建立  27-32
    4.2.1 基本假设  27-28
    4.2.2 链传动系统离散化动力学模型  28-32
  4.3 加预紧力链传动系统动力学模型  32-33
  4.4 链传动系统仿真参数的确定  33-39
    4.4.1 链轮扭转刚度系数的确定  33-35
    4.4.2 链条刚度系数的确定  35-39
  4.5 链传动系统仿真模型  39-40
  4.6 工作面输送机链传动系统运行阻力  40-41
  4.7 本章小结  41-42
第五章 工作面输送机整机仿真  42-61
  5.1 引言  42
  5.2 工作面输送机整机典型工况边界条件  42-47
  5.3 工作面输送机最佳预紧力满载启动工况仿真  47-50
  5.4 驱动电动机非同时启动工况仿真  50-60
    5.4.1 最佳预紧力2.6′10~5 N 时非同时启动工况  50-53
    5.4.2 小预紧力时非同时启动工况  53-57
    5.4.3 无预紧力时非同时启动工况  57-60
  5.5 本章小结  60-61
第六章 结论与展望  61-62
  6.1 主要工作与结论  61
  6.2 有待进一步研究的问题  61-62
参考文献  62-65
发表论文和参加科研情况说明  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山运输与设备 > 井下运输与设备
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