立井提升系统作为连接井下和地面的核心设备,其安全可靠性不仅关系到煤矿生产效率,更关系到工作人员的生命安全,虽然在立井提升系统中设有多道机械制动装置和多种电气设备保护,但过卷事故仍时有发生,而立井提升系统中的过卷缓冲装置无疑为立井提升系统的安全可靠提供了最后的保障。目前,钢带式过卷缓冲装置因具有结构简单,缓冲性能稳定等优点在立井提升系统中被广泛应用,但在受到高速冲击时其钢带易断裂,从而产生安全事故。针对这一问题,本文提出将过卷缓冲装置的钢带缓冲元件替换成钢带加橡胶的组合形式,利用橡胶的弹性、吸振、缓冲能力,减小钢带所受的缓冲应力,提高缓冲装置的安全可靠性,主要研究内容如下:首先,以塑性变形式(钢带式、钢带橡胶式)过卷缓冲装置为研究对象,阐述其结构和工作原理,计算了该过卷缓冲装置的最小和最大阻力,分别对钢带式和钢带加橡胶式两种缓冲元件在过卷情况下进行受力分析,根据现场调研拟定了钢带式缓冲元件和钢带加橡胶式缓冲元件的有限元仿真参数,进行了对比仿真分析。分析结果表明:在钢带中间加入橡胶后可有效减小缓冲元件所受的应力,且缓冲元件受到的应力基本与缓冲元件的变形量成正比关系。其次,对几组厚度一定的钢带,利用有限元分析,对不同厚度的橡胶和同一厚度钢带组合的缓冲元件做仿真分析;对橡胶厚度相同而夹在钢带中间位置不同的组合的缓冲元件做仿真分析。分析结果表明:橡胶的厚度不宜太厚,橡胶过厚反而会使缓冲元件所受的应力增加;橡胶位置大约在钢带中间稍偏向动压辊一侧的位置处缓冲元件所受的应力最小。最后,对过卷缓冲装置缓冲元件进行参数设计,分别从过卷距离、缓冲元件的变形吸能量、过卷缓冲装置的制动力三个方面计算出缓冲元件的长度、变形吸能和制动力,并以受力分析和仿真分析结果为依据,设计出缓冲元件的结构尺寸,确定出所需缓冲元件的个数。图[49]表[14]参[62]