带式输送机线摩擦驱动增压装置的研发

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带式输送机作为煤矿首要的运送机械,降低其运行过程中的能源消耗是不可避免的,特别是对于长运距、大运量的输送环境要求,线摩擦带式输送机就显示出独特的优势。线摩擦带式输送机是在普通带式输送机的基础上增加一组或几组小型的带式输送机,也称中间驱动器或者辅机。主机驱动滚筒提供主要的输出牵引力,中间驱动器提供辅助驱动力,用于降低输送带的带张力。在线摩擦输送机运行过程中,不可避免会出现空载以及少载的情况,而中间驱动器是靠两带间阻碍其相对运动的力作为牵引力,因此输送带上物料的多少直接影响中间驱动器输出牵引力的大小。当然,中间驱动器空载时无动力输出势必会造成主机系统的大量能源消耗,却不会产生较强的工作效率,这是极大的浪费。而对于线摩擦带式输送机的运输特点来说,无论是增大承载带的张力还是降低传动带的张力,均可以提高中间驱动器的牵引力,但是对于长运距的线摩擦输送机,不论是在距离上还是带强度上增大承载带的带张力都是不大现实的,更不用说降低带有张紧装置的中间驱动器的带张力。因此有必要对输送带上的运输情况进行实时的监测以及提供必要的增压手段提高线摩擦中间驱动器的牵引力。在本文中首先对线摩擦中间驱动器上的承载带和传动带进行受力分析,计算输送机各阶段的运行阻力,并得出线摩擦驱动段的长度、数量及位置,最后根据逐点张力法计算出输送机各位置点的张力。使用Recur Dyn软件建立线摩擦输送机的仿真,分析输送机运行中的传动带和承载带的带张力大小对中间驱动器输出牵引力大小的影响。构造了输送机线摩擦驱动增压的整机形式,通过分析传送带和货物微块的阻力获得增压装置信号的普遍规律的描述,得到输送带的带张力与输送带因重力下垂的大小间的联系,以及包括物料受重力大小度量间的数学解析表达式。之后提出了三种增压方式,针对三种增压方式进行力学分析,研究了每种增压方式的增压效果。并利用MATLAB搭建出该称重增压装置的控制系统。最后使用有限元分析了三种增压方式的作用力以及受力云图。从线摩擦带式输送机的传动带和承载带对于控制系统的仿真运行结果,该控制系统可以根据称重装置所测得的物料多少的值不断调节中间驱动增压装置的作用力,从而调节牵引力的输出。最后对三种增压方式的有限元分析对比,得出升起增压具有良好的增压效果,带边增压效果次之,压辊增压效果最差;升起增压对输送带的伤害最小,带边增压及压辊增压对输送带有较大的伤害,特别是压辊增压可能造成输送带的剪切破坏。本文的研究成果为提高中间驱动器的牵引力的研究及线摩擦驱动增压装置的设计提供了一定的理论依据,为降低输送机运行过程中的能源浪费提供了参考意义,以期降低输送机的投入成本。
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