小型煤粉制样装置技术方案研究及动力学特性分析

摘要

随着我国机械工业的发展进步，煤炭行业对制取煤粉样品的设备要求越来越高。由于我国煤炭资源的质量良莠不齐，为了判断煤炭的优劣或者确定煤炭的化学含量，就需要对煤炭进行检测。为了制取具有代表性的煤炭样品进行检测，用于制取煤样的设备非常重要。目前国内的煤粉制样设备大都体积庞大、成本较高且自动化水平低，越来越不能满足企业的要求。因此，深入研究煤粉制样设备的原理并研发新型煤粉制样装置是十分必要的。
　　本文的主要研究内容有：
　　（1）在研究小型煤粉制样装置的原理和工作流程的基础上，首先对制样装置的破碎机、筛分机和输送机进行了结构的研究设计，并利用UG软件对各个零件进行三维实体建模，然后组装得到小型煤粉制样装置的整体模型。在结构设计过程中，对破碎机的锤头进行了优化创新设计，有效地避免碰撞不平衡现象；并改进了筛分机的筛面和出料口，尽可能避免筛分机的阻塞现象。
　　（2）利用 ANSYS对破碎机的主要工作部件——锤头和锤板进行有限元分析，并通过新型锤头与传统锤头的对比，得出新型锤头的性能更加优越，最后通过实验分析得出煤的破碎规律。
　　（3）通过对输送机启动时输送带的动态特性分析，得到输送机最佳启动状态时的参数。并对不同加速度下输送带受到的动张力进行分析和计算，得出输送带受到最小动张力时的加速度，有效提高了输送机运行的可靠性。
　　（4）本文对小型煤粉制样装置的控制系统也进行了研究，通过分析，选择使用PLC完成对装置的自动控制，并使用step7软件对其主要功能进行仿真，对煤粉制样装置的自动化控制具有一定的指导意义。

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1 绪论

1.1课题的研究背景与意义

1.2煤粉制样系统的发展演变历程

1.3煤粉制样装置的发展与国内外现状

1.4本课题的主要研究内容

1.5小结

2 小型煤粉制样装置的设计要求及理论基础

2.1小型煤粉制样装置的设计要求及依据

2.2小型煤粉制样装置的设计方案

2.3小型煤粉制样装置的机理研究

2.4小结

3 小型煤粉制样装置的设计与分析

3.1小型煤粉制样装置的整体设计

3.2破碎机的设计与分析

3.3筛分机的设计与分析

3.4输送机的设计与分析

3.5小结

4 破碎机的仿真研究及实验分析

4.1破碎装置主要工作部件的仿真

4.2实验分析

4.3小结

5 输送机的动态特性分析

5. 1输送机的动态分析方法

5. 2动力学方程的建立

5. 3输送机启动时的动态分析

5.4小结

6 小型煤粉制样装置的PLC仿真控制

6.1可编程控制器的概述

6.2硬件的选则

6.3制样装置工作流程的分析

6.4制样装置的仿真与调试

6.5小结

7 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢