箕斗定重装载称重方法与传感器的研究

摘要

箕斗是用来装运煤炭或矸石的提升容器。2005版《煤矿安全规程》新增的第382条明确规定:箕斗提升必须采用定重装载;提升设备的最大载重量和最大载重差应在井口公布,严禁超载或超载重差运行。箕斗长期超载运行很可能会引起坠斗、提升机过卷等严重的安全事故,对煤矿的安全生产造成严重威胁。因而,箕斗提升采用定重装载,对煤矿的安全生产具有重要的现实意义。
　　在煤矿生产中,箕斗的称重与装载往往同时进行,箕斗定重装载称重多为动态称重。本文在对现有动态称重与称重传感器技术研究学习的基础上,分析了目前箕斗定重装载常用的几种称重方法的优缺点,确定了在箕斗底板直接安装称重传感器进行称重的方法。
　　论文运用理论计算和仿真分析相结合的方法,对箕斗斗箱进行了受力分析。为了便于研究,论文对装载物和箕斗进行了简化,将煤块统一为块度均匀的粉体、箕斗为规则的棱柱体。在对箕斗斗箱进行受力分析中,首先运用Janssen公式和数值分析等方法对满载状态下的箕斗斗箱进行分析,并推导出了底板的法向接触压力与斗箱深度的理论解析式;其次运用CAE工具ANSYS的非线性接触分析理论,对斗箱进行了仿真研究,根据研究数据,分析底板的法向接触压力和位移,对上一步得出的理论解析式进行修正;然后运用数值分析工具Matlab得到了底板的法向接触压力与箕斗深度的关系式。在对箕斗斗箱受力分析的基础上,提出了称重传感器的设计方案。
　　论文根据箕斗的称重量大这一实际情况,采用了电阻应变片式称重传感器,并选用了实心柱式弹性体作为弹性元件,采用灵敏度高的半导体应变片作为敏感元件,并为传感器设计了合理的测量电路。

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1绪论

1.1课题背景

1.2课题研究相关技术的国内外研究现状以及发展趋势

1.3课题研究意义和主要内容

2箕斗装载过程与称重方法分析

2.1箕斗装载过程分析

2.2称重方法分析

2.3小结

3箕斗斗箱受力状态理论分析

3.1箕斗主要结构形式

3.2斗箱应力解析公式

3.3小结

4箕斗斗箱受力状态有限元分析

4.1有限元模型的建立

4.2斗箱有限元分析

4.3小结

5称重传感器的设计

5.1弹性敏感元件的选取

5.2应变片的选取

5.3测量电路的设计

5.4小结

6结论和展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献