带式输送机用盘式制动器温度场仿真分析

摘要

盘式制动器以其制动可靠、响应速度快和制动力矩调节方便等多方面的优点被广泛应用于带式输送机上，但是其在制动过程中产生的摩擦热容易带来一系列的安全隐患。因此，盘式制动器的温度场仿真分析对其结构改进和优化设计具有十分重要的意义。
　　为了研究制动盘不同的结构对其在摩擦制动过程中温度场分布的影响，首先根据液压盘式制动器的结构、工作原理以及带式输送机的运行理论，建立了带式输送机制动工况的动力学方程并推导出了有关参数的计算公式；然后在传热学和摩擦学的理论基础上，建立了制动盘热传递的数学模型，以确定热载荷的加载方式；运用SolidWorks软件建立了制动盘的三维实体模型；借助SolidWorks Simulation仿真工具对制动盘进行了热载荷的加载，得到整个制动过程中制动盘的温度场分布情况，采用控制单一变量法先后研究了制动盘结构、散热孔位置、散热孔尺寸以及制动盘厚度对制动盘温度场的影响；为了进一步探究温度场分布给制动盘带来的影响，在制动盘温度场仿真的基础上，运用间接法对制动盘进行了热变形的仿真分析；最后提出了对制动盘结构进行优化与改进的相关措施。
　　为了验证制动盘温度场仿真分析的正确性，在山东科大机电科技股份有限公司构建了实验台进行实际测试，最终通过实验数据和仿真数据的比较，肯定了温度场仿真分析的正确性。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题的研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 国内外研究现状

1.4 存在问题

1.5 本文主要的研究内容

2 带式输送机制动工况动力学分析

2.1 液压盘式制动器结构组成

2.2 液压盘式制动器工作原理

2.3 制动器参数计算

2.4 输送机制动工况的力学方程

2.5 本章小结

3 制动盘的热传递方程

3.1 热传递的三种方式

3.2 制动盘的热量传递方程

3.3 制动盘的热流量加载方程

3.4 本章小结

4 盘式制动器温度场仿真分析

4.1 有限元模型假设

4.2 液压单盘与双盘制动器的散热性比较

4.3 散热孔位置对制动盘温度场分布的影响

4.4 散热孔尺寸大小对制动盘温度场分布的影响

4.5 制动盘厚度对温度场分布的影响

4.6 温度场引起的热变形仿真分析

4.7 制动盘结构改进措施

4.8 本章小结

5 温度场仿真分析的实验验证

5.1 实验台的构建

5.2 实验验证

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况