充填支架吊挂刮板输送机主要部件结构及力学特性研究

摘要

固体充填技术是利用充填综采设备把固体废弃物运送至采空区的一种技术，能够有效解决“三下”压煤、防治冲击矿压、处理固体废弃物等很多复杂采矿问题，而充填刮板输送机是实现固体充填的关键设备，是实现采空区高效率充填的重要保证。
　　本文选择ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架后项梁吊挂刮板输送机进行研究。根据工作特点，对中部槽上的卸料孔形状、大小、间距等进行研究，使设计的卸料孔充填效率即满足工作面推进的要求，同时满足充填刮板输送机强度设计要求;充填输送机的刮板链张力不仅与链位置有关，还与卸料点的位置变化有关，本文对刮板链的张力变化进行了较为细致的研究，并建立了力学模型;通过MATLAB软件对不同工况刮板链张力的变化规律进行了仿真;利用三维软件SolidWorks对充填刮板输送机的中部槽和刮板链建立三维模型，通过ANSYS Workbench有限元分析软件对刮板链、中部槽天窗打开和关闭两种状态在满载工况下进行有限元分析，确定了该工况的应力集中和最大位移位置，发现吊挂中部槽的耳板强度不够，将材料更换为Q690后满足强度要求;根据有限元分析及静力学分析计算结果运用nCode软件对刮板链进行疲劳强度分析，得到寿命、损伤云图，符合有限元分析结果且均满足使用要求。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外充填技术与方法

1．2．2 国内充填理论与设备的研究

1．3 充填物料介绍

1．3．1 固体充填物料来源

1．3．2 矸石粉煤灰的基本特性

1．4 论文研究的意义

1．5 本课题的研究内容

1．6 本章小结

2 充填刮板输送机卸料孔设计研究

2．1 主要充填设备技术参数

2．2 ZZC8800／20／38型充填液压支架简介

2．3 充填刮板输送机

2．3．1 充填刮板输送机结构

2．3．2 结构特点及性能

2．3．3 工作原理

2．4 充填开采输送机的选择

2．4．1 采矿地址条件

2．4．2 对物料运输量的要求

2．4．3 充填刮板输送机的主要参数

2．5 卸料孔的设计

2．5．1 确定卸料孔形状

2．5．2 设计卸料孔条件

2．5．3 确定卸料孔间距离

2．5．4 确定卸料孔面积

2．6 本章小结

3 充填刮板输送机静力学分析

3．1 输送能力的计算

3．2 运行阻力的计算

3．2．1 直线段运行阻力计算

3．2．2 总运行阻力计算

3．2．3 运行阻力系数选择

3．3 刮板链张力分析

3．3．1 确定最大和最小张力

3．3．2 充填点、最大点张力变化规律

3．3．3 圆环链张力变化分析

3．3．4 刮板链安全系数确定

3．3．5 危险工况参数计算

3．4 开天窗中部槽受力分析

3．5 本章小结

4 充填刮板输送机关键部位有限元分析

4．1 关键部位三维模型建立

4．2 有限元分析简介

4．3 充填刮板输送机圆环链有限元分析

4．3．1 模型导入

4．3．2 定义材料

4．3．3 网格划分

4．3．4 求解

4．4 充填输送机开天窗中部槽有限元分析

4．4．1 模型导入

4．4．2 添加材料

4．4．3 网格划分

4．4．4 施加载荷和约束

4．4．5 两种工况下有限元分析结果

4．5 本章小结

5 圆环链疲劳寿命分析

5．1 圆环链的疲劳损伤机理

5．1．1 疲劳寿命分析概述

5．1．2 循环应力及其类型

5．1．3 线性疲劳累积损伤理论

5．2 基于nCode的圆环链疲劳分析

5．2．1 材料S-N曲线的估算

5．2．2 疲劳寿命与损伤分析

5．3 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历

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