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矿用大功率、长距离带式输送机一般在低速重载工况下肩动,为了保证启动过程安全、稳定、可控,不能把驱动电机直接与输送机相连,而要在二者之间加入一套兼有传动、减速和调速功能的机构,延长输送机的启动时间,使之能够在较长的时间内缓慢启动,即本文阐述的一种软启动系统。 本文根据液体粘性传动原理设计了一套适用于低速、重载的矿用输送机液粘软启动系统,分析并确定了软启动速度曲线;依据机械原理及机械设计知识设计了系统的各个零部件,利用pro/E建立了系统的三维实体模型,包括用于减速传动的差动轮系以及用于无级调速的多片式液粘离合器两大部分;对差动轮系进行了运动学分析,获得了实际启动速度曲线,验证了机构传动部分设计的正确性;利用ANsYs workbench对系统各主要部位进行相关的有限元仿真分析,校核了该位置的设计能否满足要求,包括:对轮系进行了模态和结构静力学的有限元仿真分析,获得了轮系的振动模态、应力场、应变场和位移场;对液粘离合器的摩擦副进行了瞬态传热学及热力学理论分析,推导了摩擦副在软启动过程中的瞬态热流密度和对流换热系数方程,在此基础上进行了瞬态热有限元分析,获得了软启动过程中摩擦副的瞬态温度场和最高、最低温度的变化情况。 本文根据仿真分析结果,该系统设计正确、结构合理,完全满足矿用带式输送机的软启动要求,为今后此类系统在我国的研制及生产提供了指导意见。主要内容包括:⑴矿用带式输送机的软启动速度曲线;⑵软起动系统机械传动部分的设计和建模;⑶液粘离合器纸基摩擦材料的研究;⑷液粘软启动系统的运动学仿真分析;⑸纸基摩擦片的传热学研究和瞬态温度场有限元仿真分析。