矿井提升防飞车防坠器的设计与分析

摘要

近年来，煤炭行业的发展越来越迅速，对煤矿安全的要求也是越来越严格。但由于自然条件的改变和生产环境的破坏，导致安全隐患依旧存在，仍要时刻警惕。煤矿提升设备是煤炭行业中必不可少的机械设备之一，防飞车防坠器作为提升设备中最为重要的安全保护装置，它的性能好坏能够直接影响工作人员和货物的安全，故对矿井提升设备中安全防坠器的不断地改进与发展是十分必要的。通过对市场需求分析可知，合理的结构设计既是防飞车防坠器能够正常工作的有效保证，更是保障工作人员和运输设备安全的重要因素。因此，对新型矿井提升防飞车防坠器的开发和研制工作具有非常重要的实际意义和实用价值。
　　本文在综合比较了几种矿井提升防坠器的总体方案后，以BF-111型防飞车防坠器作为设计基础，所做的主要工作如下：⑴基于传统防飞车防坠器的工作原理和功能特点，对防飞车防坠器的抓捕装置进行了设计创新，提出了手动或自动启动抓捕装置的设计想法，并对其总体方案、主要功能和主要结构分别进行相关设计和分析。⑵基于运动学和动力学的基本原理和理论，先用三维设计软件SolidWorks建立系统的虚拟样机模型，再把模型导入到ADAMS软件中对其进行运动学和动力学仿真，最后通过仿真的结果对防飞车防坠器的性能进行评价。⑶基于建立的运动学和动力学数学模型，利用相关强度校核和有限元分析的基本理论，采用设计仿真软件ANSYS，对矿井防飞车防坠器的结构进行静力学分析和优化设计，结果表明:该新型防坠器的模型合理可行，满足设计要求。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题的研究背景

1．3 国内外研究现状

1．3．1 FS型防坠器

1．3．2 GS型防坠器

1．3．3 BF型防坠器

1．3．4 三种防坠器的主要区别

1．4 课题研究的意义

1．5 本课题研究的内容

1．6 本章小结

2 矿井提升防飞车防坠器的设计

2．1 传统防飞车防坠器

2．1．1 传统防坠器的总体结构

2．1．2 传统防坠器存在的缺点

2．2 新型防飞车防坠器设计

2．2．1 新型防飞车防坠器主要功能

2．2．2 新型防坠器整体布局

2．2．3 防坠器主要结构设计

2．2．4 新型防坠器技术参数

2．2．5 防飞车控制系统设计

2．3 本章小结

3 矿井提升防飞车防坠器的动态特性分析

3．1 ADAMS软件分析及其计算方法

3．2 防坠器工况分析

3．3 ADAMS仿真分析步骤

3．3．1 工作装置建模

3．3．2 添加载荷并设置驱动函数

3．4 仿真结果分析

3．4．1 运动学结果分析

3．4．2 动力学结果分析

3．5 本章小结

4 矿井提升防飞车防坠器结构分析及优化

4．1 结构强度校核计算分析

4．2 结构有限元分析方法

4．2．1 有限元法的基本理论

4．3 ANSYS有限元分析

4．3．1 ANSYS软件介绍

4．3．2 分析步骤

4．3．3 有限元计算结果与分析

4．4 基于ANSYS的结构优化设计

4．4．1 优化设计介绍

4．4．2 防坠器的优化设计步骤

4．4．3 结果分析及优化后的检验

4．5 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果