大型提升机主轴装置有限元分析与测试研究

摘要

多绳摩擦式提升机是大型提升设备的发展方向，为适应国家大型矿山的发展需要，对国产大型提升机设备研究是非常必要的。提升机主轴装置是主要承载部件，对主轴装置进行应力、变形以及振动分析是必不可少的。 本文利用现代设计方法——有限单元法对大型提升机主轴装置进行分析计算；介绍矿井提升机的发展和结构特点及应用和未来的发展方向，主要对多绳摩擦式提升机进行介绍，分析多绳摩擦式提升机提升工作原理。 利用快速、方便的机械设计软件SolidWorks建立主轴装置的几何模型；用与SolidWorks完全集成的设计分析系统COSMOSWorks对提升机主轴装置进行整体结构静力学分析和模态分析，得到了两种工况下提升机主轴装置的应力、变形和振动情况。打破了主轴与摩擦轮分开分析的惯例，使分析计算更符合实际情况。 计算数据与现场检测结果进行比较，对误差进行分析，说明静力学分析结果是合理的，此种提升机在实际工况下是足够安全的。模态分析避免机械结构共振或以特定频率振动；促使设计人员认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的；有助于在其他动力分析中估计求解控制参数。 利用有限元法结合现代化的成熟设计、分析软件，解决了常规计算无法解决的问题，预报了可能发生的应力、变形和振动情况。把分析结果应用到产品生产过程中，减少现场测试成本和避免测试的盲目性、制造样机成本，充分利用现有技术对提升机进行设计评估，缩短了产品生产周期，把提升机的设计研究水平提高到一个新的层次。