立井提升装置的水平振动研究及结构改进设计

摘要

立井提升装置在煤矿生产中的地位举足轻重，承担着矿石提升、物料运送、人员与设备运输的任务。这些年，立井提升技术不断地发展，提升深度不断地增加，提升速度不断地加大，提升的物料重量不断地增加，因此提升装置也要求不断地提高可靠性和高效性。如果立井提升装置发生故障，将会对煤矿的正常生产和工作人员的生命安全造成严重的影响。
　　(1)开展对包含罐道、罐道梁、提升容器和滚轮罐耳相互耦合作用非线性系统的动力模型研究。建立罐道—提升容器水平振动动力模型，以罐道缺陷为激励，研究不同工况下提升容器振动加速度响应与罐道缺陷的关系。
　　(2)对传统的碟簧式滚轮罐耳改进设计，设计了碟簧—液压组合式滚轮罐耳，包括滚轮材质的选择、缓冲装置的研究与设计、轴承的选型和密封润滑。
　　(3)应用NX软件完成碟簧—液压组合式滚轮罐耳模型的建立，并进行虚拟装配。应用Ansys软件进行静力学的分析，得出聚氨酯滚轮的应力分布特性，并通过模态分析检验碟簧—液压组合式滚轮罐耳设计的合理性。
　　(4)应用NX软件中运动仿真模块对碟簧—液压组合式滚轮罐耳承受水平推力时的缓冲行程进行分析，并通过STEP运动函数与正弦运动函数来模拟罐道对提升容器的冲击，分析碟簧—液压组合式滚轮罐耳对比传统碟簧式滚轮罐耳的改进效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源和意义

1．2 立井提升装置国内外研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 本章小结

2 立井提升容器水平振动仿真

2．1 引言

2．2 提升容器水平振动建模与仿真

2．2．1 提升容器

2．2．2 罐耳

2．2．3 刚性罐道

2．2．4 提升容器水平振动模型

2．3 刚性罐道激励下提升容器水平振动特性分析

2．3．1 罐道不平顺随机变化下提升容器的振动特性

2．3．2 罐道凸起型激励下提升容器的振动特性

2．3．3 罐道非直线型激励下提升容器的振动特性

2．4 本章小结

3 滚轮罐耳的结构改进与设计

3．1 罐耳主要部件的概述

3．2 滚轮罐耳装置设计计算

3．3 滚轮的设计

3．3．1 聚氨酯橡胶主要特性

3．3．2 聚氨酯滚轮的磨损

3．4 缓冲装置的设计

3．4．1 碟形弹簧特性

3．4．2 碟形弹簧计算

3．4．3 碟形弹簧的组合

3．4．4 液压阻尼特性

3．5 滚轮轴承的选型

3．5．1 轴承的寿命验算

3．5．2 轴承的配置

3．5．3 轴承的轴向紧固

3．6 滚轮罐耳的密封

3．7 本章小结

4 滚轮罐耳有限元分析

4．1 有限元法概述

4．2 聚氨酯滚轮负载力学理论分析

4．3 聚氨酯滚轮的变形量计算

4．4 滚轮罐耳的模态分析

4．5 本章小结

5 基于NX的滚轮罐耳的运动仿真

5．1 NX运动仿真

5．2 仿真模型建立

5．3 定义运动副

5．4 水平推力与摆臂行程的关系

5．5 运动分析

5．5．1 STEP运动函数的模型

5．5．2 STEP运动函数的仿真

5．5．3 正弦函数的仿真

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果