井下机械式动筛排矸机传动机构的运动学分析及动筛体的动特性研究

摘要

发展煤矿井下排矸技术与装备，是我国煤炭工业的一个科学发展方向。井下机械式动筛排矸机因其结构简单、维护方便，是较为理想的井下排矸设备，其总体设计基本保留了地面机械式动筛排矸机的核心技术。本文在阐述了跳汰选煤的理论基础与跳汰分层机理的基础上，探讨了井下机械式动筛排矸机的整体结构和工作原理，并对其进行传动机构的运动学分析和关键部件——动筛体的动特性研究。
　　井下机械式动筛排矸机传动机构的运动规律直接影响着排矸效率。本文根据传动机构的工作原理，确定了传动机构的设计变量与性能参数。基于ADAMS软件平台，运用装配法对传动机构进行了参数化建模和仿真。在此基础上，借助Matlab软件中的数值分析方法，合理确定了传动机构各设计变量的取值范围。最后，分析了各设计变量对各性能参数的影响，并对传动机构的结构参数进行了改进，其结果基本满足设计要求。
　　动筛体作为井下机械式动筛排矸机的主要工作部件，通过传动机构的驱动，使其绕支撑轴摆动，形成筛面振动。本文根据LTD18/3.6型机械式动筛排矸机动筛体的工程图纸及结构参数，运用三维建模软件UG设计建立了井下机械式动筛排矸机动筛体的实体模型，并将模型经过简化与处理后导入ANSYS Workbench中，通过对动筛体的模态分析，获得了动筛体的固有频率，并验证了动筛体在正常工作时不会发生共振的重要结论。为了验证动筛体的强度性能，对其进行了结构分析和谐响应分析，得出了动筛体在恶劣工况下的等效应力和位移云图，结果表明动筛体的最大应力集中出现在后筛板上与摆臂架的接触处，最大位移出现在摆臂架中部支架上。最后，根据以上分析结果对动筛体进行了结构改进，消除了应力集中现象，最大应力和位移都有所降低，达到了预期的效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景

1．2 选题目的和意义

1．2．1 经济效益

1．2．2 社会效益

1．3 国内外研究与应用现状

1．3．1 井下动筛排矸简介

1．3．2 井下浅槽排矸简介

1．4 课题的研究内容

1．5 本章小结

第二章 井下机械式动筛排矸机的结构和工作原理

2．1 跳汰选煤的理论基础

2．1．1 矿粒的物理性质

2．1．2 介质阻力

2．1．3 颗粒沉降

2．2 跳汰分层机理的研究

2．2．1 矿粒运动方程

2．2．2 跳汰分层的位能理论

2．2．3 等压强同层位方程

2．3 井下动筛排矸系统

2．3．1 工艺流程

2．3．2 布置方案

2．4 井下机械式动筛排矸机的整体结构

2．5 井下机械式动筛排矸机的工作原理

2．6 本章小结

第三章 井下机械式动筛排矸机传动机构的运动学分析

3．1 传动机构的设计变量

3．2 传动机构的性能参数

3．3 传动机构的运动学分析

3．3．1 传动机构的参数化建模与仿真

3．3．2 传动机构各设计变量的影响度分析

3．3．3 传动机构的改进

3．4 本章小结

第四章 井下机械式动筛排矸机动筛体的动特性研究

4．1 动特性研究的理论基础

4．1．1 模态分析

4．1．2 结构分析

4．1．3 谐响应分析

4．2 动筛体模型的建立与简化

4．3 动筛体的模态分析

4．4 动筛体的结构分析

4．5 动筛体的谐响应分析

4．6 动筛体的结构改进

4．7 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文