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倾斜轨道缆车的自动刹车安全装置的设计研究

作　者: 任立刚
导　师: 杨维平
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 倾斜轨道缆车安全保护制动仿真优化
分类号: TD55
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 23次
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内容摘要

倾斜轨道缆车是一种在具有坡度的轨道上行驶的运输工具,有货运量大、速度快等优点,被广泛应用于煤矿斜井、斜坡道码头、旅游景点滑雪等场所。随着经济的发展和人民生活水平的提高,倾斜轨道缆车的应用也进入了一个高速发展的阶段,然而倾斜轨道缆车的工作环境比较特殊,它在工作中仅仅靠一根牵引钢丝绳上行和下行,同时又由于倾斜轨道缆车的频繁启动、制动,牵引钢丝绳承受的是变载荷,容易达到疲劳极限而断开。这时缆车就会在其自身的重力的作用下发生溜车,造成安全事故。为了保障倾斜轨道缆车的运输安全,必须认识到倾斜轨道缆车安全的重要性,建立严格的安全机制,以保证倾斜轨道缆车运行安全。本课题就是以此目的为出发点,围绕着倾斜轨道缆车的自动刹车装置的安全性能展开综合分析与研究。按照缆车安全规程进行分析研究,查阅与本课题相关的资料文献。对工程实际应用较多的制动器进行分析,从中吸取有用的信息,同时根据倾斜轨道缆车的实际情况加以利用。了解倾斜轨道缆车断绳后自动刹车的基本原理,采用静力学知识分析确定自动刹车装置的安装位置、楔形箱的大小；并且根据倾斜轨道缆车的工作状况的不同,分别对缆车在下行工作过程和上行工作过程中的制动性能进行详细的说明。利用三维建模软件Pro/E出色的建模功能,建立自动刹车安全装置三维实体模型。再通过软件间的数据传递功能,把三维实体模型导入到机械系统仿真分析软件ADAMS中,建立自动刹车安全装置的虚拟样机,然后再进行自动刹车安全装置虚拟样机的安全刹车动力学仿真,输出制动刹车过程中的位移、速度、加速度和制动力等的曲线图,最后以优化设计的原理为基础,建立自动刹车安全装置中主要构件的优化设计模型,在ANSYS中对该机构进行有限元分析和结构优化设计。使构件在满足强度要求的同时几何尺寸达到理想状态,制动效果良好,进一步提高倾斜轨道缆车运行的安全可靠性,为倾斜轨道缆车的研究和应用推广提供依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题研究的目的和意义  8-10
  1.2 与本课题相关的国内外研究动态  10-15
    1.2.1 国外缆车研究状况  10-11
    1.2.2 国内缆车研究状况  11-15
  1.3 本课题研究内容  15-16
第二章各种制动装置的分析研究  16-24
  2.1 制动器的分析研究  16-20
    2.1.1 蹄块式制动器  16-17
    2.1.2 盘式制动器  17-18
    2.1.3 带式摩擦制动器  18-19
    2.1.4 夹轨器  19-20
  2.2 制动系统的分析研究  20-22
    2.2.1 汽车制动系统  20-21
    2.2.2 火车制动系统  21-22
  2.4 本章小结  22-24
第三章自动刹车安全装置的工作原理分析  24-34
  3.1 自动刹车安全装置的工作原理  24-25
  3.2 自动刹车安全装置安装位置的确定  25-26
  3.3 楔形箱楔角的设计  26-28
  3.4 自动刹车安全装置制动力的分析  28-29
  3.5 自动刹车安全装置制动过程的分析  29-30
  3.6 倾斜轨道缆车制动位移、加速度和制动时间的分析  30-33
  3.7 本章小结  33-34
第四章自动刹车安全装置的三维建模  34-40
  4.1 三维实体建模技术及其应用  34
  4.2 创建三维实体建模  34-37
  4.3 三维实体模型的总装配  37-38
  4.4 软件之间的数据转换  38-39
  4.5 本章小结  39-40
第五章自动刹车安全装置的仿真分析  40-56
  5.1 虚拟样机技术及其应用  40
  5.2 ADAMS动力学仿真分析的基本步骤  40-41
  5.3 创建自动刹车安全装置虚拟样机模型  41-47
    5.3.1 简化处理虚拟样机模型  41-43
    5.3.2 修改模型中构件的属性参数  43
    5.3.3 修改模型中各构件的外观、名称和初始方位  43
    5.3.4 添加约束、施加载荷和初始速度  43-45
    5.3.5 设置接触力的参数  45-47
    5.3.6 模型的验证  47
  5.4 自动刹车安全装置的动力学仿真  47-54
    5.4.1 下行工作倾斜轨道缆车断绳自动刹车仿真过程  48-51
    5.4.2 上行工作倾斜轨道缆车断绳自动刹车仿真过程  51-54
  5.5 本章小结  54-56
第六章自动刹车安全装置的优化分析  56-74
  6.1 机械结构优化设计的概述  56
  6.2 ANSYS优化设计的流程  56-60
  6.3 自动刹车安全装置构件的优化设计  60-73
    6.3.1 楔形箱和机架的优化设计  60-66
    6.3.2 支架和机架的优化设计  66-73
  6.4 本章小结  73-74
第七章结论及展望  74-76
  7.1 结论  74
  7.2 展望  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
攻读学位期间发表的相关论文  80

倾斜轨道缆车的自动刹车安全装置的设计研究

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