履带牵引连续换带装置的研究

摘要

倾斜式带式运输机承载着矿物石料从井下到地面的安全运输使命，其安全稳定运行是保证煤炭高产的主要因素之一。在煤炭由带式输送机送到地面的过程中，由于硬物的摩擦以及碰撞等因素，会使输送机胶带表面出现磨损划伤，久而久之这些划痕逐渐扩散之后可能造成输送机胶带断裂的情况发生，给各矿带来极大的经济损失，为了保证煤矿安全生产，需要不定期替换输送机胶带。
　　本研究在对比几种换带工艺与换带装置之后，对更换斜井带式输送机胶带的方法做了研究，针对现有换带工艺的不足之处，设计出更换斜井输送机胶带的履带牵引连续换带装置。结合斜井带式输送机工况确定了利用履带牵引连续换带装置的换带流程，对换带装置的整体方案、机械结构、液压系统、电气控制系统进行了设计；对机械结构的关键组成部分可调角度底盘、拉放带底盘做了细化设计；在分析换带原理之后对装置的液压系统进行设计，论述了系统各回路工作流程及功能，绘制出液压系统原理图，并利用 Automation Studio软件对液压系统建模仿真，分析液压系统各执行元件的动态特性，根据各回路系统仿真结果，验证了液压系统的可行性。对电控系统进行设计并分析了其工作原理，绘制出电气原理图与PLC控制图。为了验证设计的换带装置结构是否合理，本文利用LMS模态测试系统中的正弦扫频方法做模态实验研究，再通过ANSYSWorkbench软件对换带装置履带拉带机构进行模态仿真，两者对比确定了履带牵引连续换带装置的固有频率数据，通过对换带装置运行状态下振动实验采集的频率与固有频率比较，对装置结构做相应的局部改进，可以有效避免煤矿换带设备的共振问题，避免安全事故的发生，并且极大的延长了设备的使用寿命。利用Automation Studio对液压系统中的油缸夹紧回路、防跑带夹紧回路以及马达拉带回路进行了仿真研究，分析了防跑带夹紧回路在有无蓄能器时的油缸速度响应时间，以及液压马达在变负载、变泵排量下的系统压力与输入流量变化。研究表明有蓄能器的防跑带油缸响应时间小、速度快；液压马达输入压力随负载胶带重量的增大而增大；泵排量越大，马达输入流量越大，换带速度就越快。进行拉带实验来测试其在不同系统压力下产生的拉力范围、夹紧力范围，以此来确定设计的换带装置可以用于工业性作业。实验结果获得了不同工况下装置所能产生的拉力值范围以及夹紧力大小，确定了装置工况。随后在山西省某煤炭有限公司主斜井对履带牵引连续换带装置进行实地工业性试验，阐述了试验过程并对试验结果进行了分析，其拉胶带的力在动力实验测出的拉力范围内并且有很小波动，夹紧力保持不变。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 换带工艺研究现状

1.3 主要研究内容与技术路线

1.4 本章小结

第二章 履带牵引连续换带装置设计

2.1 换带方案的选择

2.2 履带牵引连续换带装置组成及换带原理

2.3 液压系统设计

2.4 电控系统设计

2.5 本章小结

第三章 换带装置模态分析

3.1 模态分析理论

3.2 模态仿真

3.3 模态实验

3.4 振动实验

3.5 本章小结

第四章 换带装置液压系统仿真研究

4.1 模型建立与参数设置

4.2 仿真结果分析

4.3 本章小结

第五章 工业性试验

5.1 拉带实验研究

5.2 工业性试验

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 课题研究结论

6.2 课题研究展望

参考文献

致谢

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