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[摘 要]本文通过ADAMS建立矿用电梯轿厢的仿真模型，求解轿厢在井筒中不同位置各顶点偏移量，得到偏移量随轿厢位置变化的曲线图。通过对比理论计算值和仿真计算值，发现其偏移量差距很小，为仿真计算轿厢的横向偏移量提供了理论参考。
[关键词]轿厢；ADAMS；偏移量；仿真
中图分类号：V412.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0102-01
0 引言
近年来，伴随着计算机技术的不断发展，针对复杂机械系统的计算机仿真越来越多，仿真结果也越来越接近真实情况。计算机仿真较单纯的理论分析具有更直观、高效等特点。本文通过动力学软件ADAMS对柔性矿用电梯在偏载作用下轿厢横向偏移特性进行计算机仿真，求得轿厢偏移量结果与理论计算结果相对比，以验证数值分析的正确性。
1 仿真建模方法及流程
矿用电梯主要由曳引机、曳引轮、曳引钢丝绳、轿厢和对重等组成。本文主要研究电梯轿厢受偏载影响而引起的轿厢偏移量，为简化计算模型，将曳引轮与曳引绳作为固定系统。通过轴套力建模的方法建立曳引绳和导向导轨绳模型，采用宏语言对多段钢丝绳进行建模。ADAMS建模流程如图1所示。
本文主要分析柔性导轨矿用电梯轿厢在偏载作用时轿厢的横向偏移量，由于轿厢是在导轨钢丝绳的约束下沿竖直方向运动，所以在分析轿厢横向偏移量时，轿厢与导轨绳的碰撞接触是非常重要的条件。一般接触刚度都按以下公式计算：
式中，E1、E2—两接触物弹性模量；μ1、μ2—为两接触物泊松比；R1、R2—为两接触物当量半径。
2 柔性导轨矿用电梯仿真模型建立
查阅相关文献，选取一常用矿用电梯参数，建立模型如图2所示。
图2是在上述参数条件下的ADAMS模型，（1）是整体视图，（2）是轿厢正面视图。在模型中导轨绳的两端与大地相连接，曳引绳的一端与轿厢相连，一端与大地相连。轿厢与导轨绳使用接触约束，接触处细节如图3所示，（1）是俯向视图，（2）是正面视图。在该模型中，为了简化模型，将导靴简化为固定在轿厢各角处的矩形块，中间有方孔，导轨绳从其中穿过。
研究轿厢在偏载作用下的横向偏移行为，主要是研究其横向偏移量，对仿真模型求解，可得到轿厢各顶点在偏载作用下的偏移量。本文通过建立轿厢在井筒中多个位置点的模型，对其各顶点不同位置偏移量进行求解，得到轿厢各顶点在整个运行过程的横向偏移曲线的仿真结果与理论结果对比图，如图4所示。
由图4可以发现各点理论计算偏移量和仿真所得的偏移量变化趋势非常相似，只是值有微小差距，相差大约5mm左右。其主要原因是在理论计算时将坐标系建在轿厢与曳引绳联接的O点，这样O点就被认为成了一个固定点，但在仿真过程发现其并不是固定不动的，其坐标也随轿厢位置不同而发生变化，但O点坐标变化的范围非常小，在0.01mm左右，其对轿厢整体偏移量存在一定的影响，但所造成的结果差距并不大，所以可以认为理论计算与仿真结果相吻合，虚拟仿真和理论计算的方法都适合于研究在偏载作用下柔性导轨矿用电梯的偏摆特性。
由以上分析可知，轿厢的偏心载荷确实会使轿厢发生偏转进而造成轿厢的横向偏移，其偏移量的大小和方向与偏载作用位置及偏载量的大小密切相关。在实例计算及仿真计算中，该条件下轿厢的横向偏移量最大处有几十毫米，符合煤矿安全规程的规定。且由于理论计算值与仿真所得到的值相差不大，趋势相似，说明该种方法计算轿厢的横向偏移量是切实可行的。
3 结论
本文简单介绍了计算机仿真软件ADAMS仿真模型建立的基本流程，并通过ADAMS建立矿用电梯轿厢的仿真模型，求解各顶点的偏移量。求解轿厢在井筒中不同位置各顶点偏移量，得到偏移量随轿厢位置变化的曲线图。通过对比理论计算值和仿真计算值，其偏移量差距很小，发现通过仿真模拟计算轿厢的横向偏移量对实际工况的研究具有重要的意义。
参考文献
[1] 刘纯良. 矿用电梯的应用[J]. 矿山机械. 1991（4）： 38-40.
[2] 陈立平等.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005：96-111.
[3] 李增刚.ADAMS入门详解与实例[M].北京：国防工业出版社，2006：1-149.
[4] Mechanial Dynamics Ins.Adams Applications Manual [Z].
[5] Zahed Siddique，David W Rosen. A virtual Prototyping approach to product disassembly reasoning [J]. Computer-Aided design，1997，29。
作者简介：韩长征（1982—），江苏徐州人，助理工程师，2004年毕业于徐州师范大学，主要从事矿山设备的开发与研究工作。
[关键词]轿厢；ADAMS；偏移量；仿真
中图分类号：V412.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0102-01
0 引言
近年来，伴随着计算机技术的不断发展，针对复杂机械系统的计算机仿真越来越多，仿真结果也越来越接近真实情况。计算机仿真较单纯的理论分析具有更直观、高效等特点。本文通过动力学软件ADAMS对柔性矿用电梯在偏载作用下轿厢横向偏移特性进行计算机仿真，求得轿厢偏移量结果与理论计算结果相对比，以验证数值分析的正确性。
1 仿真建模方法及流程
矿用电梯主要由曳引机、曳引轮、曳引钢丝绳、轿厢和对重等组成。本文主要研究电梯轿厢受偏载影响而引起的轿厢偏移量，为简化计算模型，将曳引轮与曳引绳作为固定系统。通过轴套力建模的方法建立曳引绳和导向导轨绳模型，采用宏语言对多段钢丝绳进行建模。ADAMS建模流程如图1所示。
本文主要分析柔性导轨矿用电梯轿厢在偏载作用时轿厢的横向偏移量，由于轿厢是在导轨钢丝绳的约束下沿竖直方向运动，所以在分析轿厢横向偏移量时，轿厢与导轨绳的碰撞接触是非常重要的条件。一般接触刚度都按以下公式计算：
式中，E1、E2—两接触物弹性模量；μ1、μ2—为两接触物泊松比；R1、R2—为两接触物当量半径。
2 柔性导轨矿用电梯仿真模型建立
查阅相关文献，选取一常用矿用电梯参数，建立模型如图2所示。
图2是在上述参数条件下的ADAMS模型，（1）是整体视图，（2）是轿厢正面视图。在模型中导轨绳的两端与大地相连接，曳引绳的一端与轿厢相连，一端与大地相连。轿厢与导轨绳使用接触约束，接触处细节如图3所示，（1）是俯向视图，（2）是正面视图。在该模型中，为了简化模型，将导靴简化为固定在轿厢各角处的矩形块，中间有方孔，导轨绳从其中穿过。
研究轿厢在偏载作用下的横向偏移行为，主要是研究其横向偏移量，对仿真模型求解，可得到轿厢各顶点在偏载作用下的偏移量。本文通过建立轿厢在井筒中多个位置点的模型，对其各顶点不同位置偏移量进行求解，得到轿厢各顶点在整个运行过程的横向偏移曲线的仿真结果与理论结果对比图，如图4所示。
由图4可以发现各点理论计算偏移量和仿真所得的偏移量变化趋势非常相似，只是值有微小差距，相差大约5mm左右。其主要原因是在理论计算时将坐标系建在轿厢与曳引绳联接的O点，这样O点就被认为成了一个固定点，但在仿真过程发现其并不是固定不动的，其坐标也随轿厢位置不同而发生变化，但O点坐标变化的范围非常小，在0.01mm左右，其对轿厢整体偏移量存在一定的影响，但所造成的结果差距并不大，所以可以认为理论计算与仿真结果相吻合，虚拟仿真和理论计算的方法都适合于研究在偏载作用下柔性导轨矿用电梯的偏摆特性。
由以上分析可知，轿厢的偏心载荷确实会使轿厢发生偏转进而造成轿厢的横向偏移，其偏移量的大小和方向与偏载作用位置及偏载量的大小密切相关。在实例计算及仿真计算中，该条件下轿厢的横向偏移量最大处有几十毫米，符合煤矿安全规程的规定。且由于理论计算值与仿真所得到的值相差不大，趋势相似，说明该种方法计算轿厢的横向偏移量是切实可行的。
3 结论
本文简单介绍了计算机仿真软件ADAMS仿真模型建立的基本流程，并通过ADAMS建立矿用电梯轿厢的仿真模型，求解各顶点的偏移量。求解轿厢在井筒中不同位置各顶点偏移量，得到偏移量随轿厢位置变化的曲线图。通过对比理论计算值和仿真计算值，其偏移量差距很小，发现通过仿真模拟计算轿厢的横向偏移量对实际工况的研究具有重要的意义。
参考文献
[1] 刘纯良. 矿用电梯的应用[J]. 矿山机械. 1991（4）： 38-40.
[2] 陈立平等.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005：96-111.
[3] 李增刚.ADAMS入门详解与实例[M].北京：国防工业出版社，2006：1-149.
[4] Mechanial Dynamics Ins.Adams Applications Manual [Z].
[5] Zahed Siddique，David W Rosen. A virtual Prototyping approach to product disassembly reasoning [J]. Computer-Aided design，1997，29。
作者简介：韩长征（1982—），江苏徐州人，助理工程师，2004年毕业于徐州师范大学，主要从事矿山设备的开发与研究工作。