串联盘式管道输送机的动态设计及其实验研究

摘要

串联盘式管道连续输送机是一种新型的散料输送设备，它能满足对环境要求很高的输送任务，而且所占空间小，效率高，运输成本低；它解决了粉体机械输送中重质粉料远距离输送的难题。 本文对串联盘式管道连续输送机输送系统进行了动力学及运动学分析以实现其动态化设计。对传动系统进行了初步优化设计，确定驱动轮齿数的合适范围为5-8。利用离散化的方法建立了串联盘式管道连续输送机传动系统的动力学模型；确定了串联盘式管道连续输送机传动系统是一个小阻尼振动系统，将传动系统的非线性阻尼系统简化为线性阻尼，并被实验证明在一定的误差范围是可行的；串联盘式管道连续输送机传动系统有载荷运行时是一个变阻尼、变输入力的非线性系统，且物料的运行阻力在单元的不同振动方向上取值不同，很难用现有的解析方法进行求解，本文创造了一种分步加载的渐进方法进行求解。对串联盘式管道连续输送机进行了实验研究。对测试信号进行分析计算，从振动试验结果可以看出，为了防止共振的发生，在计算驱动系统转频时，应考虑驱动轮齿数的影响。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1选题的目的及意义

1.1.1输送机

1.1.2串联盘式管道连续输送机概述

1.2设计方法国内外发展历程

1.3动态设计及实验研究

1.3.1动态设计

1.3.2实验研究

1.4本文的主要研究内容

2串联盘式管道连续输送机力学特性研究

2.1串联盘式管道连续输送机的结构及工作原理

2.2散粒体的力学性质

2.3承载段的力学分析

2.3.1中间承载单元的力学分析

2.3.2中间承载单元所需牵引力的计算

2.4输送系统运行阻力的确定

2.4.1物料运行阻力

2.4.2牵引钢丝绳及圆盘重力

2.4.3圆盘与管道壁的摩擦阻力

2.4.4弯曲段阻力

2.5牵引能力的分析

2.5.1布置方式

2.5.2垂直布置头部驱动

2.5.3垂直布置尾部驱动

2.6输送系统运动分析

2.6.1牵引钢丝绳速度分析

2.6.2牵引钢丝绳加速度分析

2.7驱动轮齿数的确定

2.8输送系统阻力的实验研究

2.8.1实验方案的确定

2.8.2实验结果分析

2.9本章小结

3串联盘式管道连续输送机有限元分析

3.1驱动轮的建模及有限元分析

3.2驱动轴的有限元分析

3.3本章小结

4串联盘式管道连续输送机动态特性的理论研究

4.1建立动力学方程一般方法

4.1.1按照牛顿定律建立方程

4.1.2按达伦培尔原理建立方程

4.1.3按拉格朗日方程建立动力学方程

4.1.4弹性力学有限元法建立动力学方程

4.2传动系统的无阻尼自由振动

4.2.1动态力学方程的建立

4.2.2传动系统的无阻尼自由振动的求解

4.3有阻尼传动系统的动态力学方程

4.3.1单元的划分

4.3.2牵引钢丝绳的结构阻尼

4.3.3摩擦力的计算

4.3.4传动系统阻尼的确定

4.3.5动态力学方程的建立

4.3.6有阻尼传动系统动态力学的的求解

4.4本章小结

5串联盘式管道连续输送机的实验研究

5.1实验模态分析的基本原理

5.2实验设计

5.2.1实验模态测试框图

5.2.2实验测点的选择

5.2.3激励方式及传感器的选择

5.3实验测量结果及分析

5.4参数识别

5.5本章小结

6结论与创新点

6.1结论

6.2创新点

参考文献

致谢