带式输送机系统的智能化设计系统开发

作     者：李东园 

作者单位：河南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张业明;王会武

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：带式输送机 智能设计 有限元分析 传动滚筒 优化设计 

摘      要：带式输送机多应用于散状物料的运输,主要用在矿山、港口、化工、建材、能源等国家重要行业。由于带式输送机各关键部件型号众多、体系庞杂,大多数中小企业都是凭以往工程经验进行输送带系统的理论计算。此外,带式输送机在设计阶段,要考虑输送物料属性、地形特征、实际工况等多种因素的影响,导致带式输送机在设计选型计算时耗时耗力。因此,为提高带式输送机的理论设计计算水平和敏捷制造能力,有必要进行带式输送机系统的智能设计与结构优化的整体研究。本文的主要内容如下:(1)首先,对带式输送机智能设计的总体架构和理论计算进行系统研究,通过总体设计架构的研究,确定了开发设计的平台与编程语言。通过理论计算研究确定了设计过程所需要的关键数据参数与计算方法,并借助SQL Sever 2017数据库平台,将带式输送机设计选型系统所需要的数据参数储存下来,同时完成在Visual Studio 2017平台下C#与SQL Sever 2017数据库的连接,实现带式输送机设计选型系统运行时对数据库中数据的调取。另外软件系统在设计的过程中增添了对数据库的更新功能。(2)以Visual Studio 2017为开发平台,使用C#编程语言,采用SQL Sever 2017数据库技术提供设计数据支持,完成了带式输送机设计选型系统的研究和开发,实现了用户登录、基础参数输入、设计计算、部件选型和校核等功能模块。为了完善用户对软件系统选型结果的便携性访问,解决了内部数据连接Excel软件的问题,实现了选型结果的自动导出。(3)带式输送机系统智能设计选型结束后,对带式输送机的关键部件传动滚筒进行有限元优化设计。通过带式输送机设计选型系统对传动滚筒进行参数传递,将传动滚筒的相关参数导入到事先编好的ANSYS Parametric Design Language(APDL)命令流的相应位置,将APDL命令流粘贴到ANSYS 19.2的输入文本框中,实现传动滚筒的参数化绘图以及有限元静力学分析,接着通过响应面法对传动滚筒进行质量优化。(4)以河南某机械公司的实际工程项目为例,经过设计选型测试和动力学模态分析,所设计的带式输送机智能设计选型系统具有极高的计算精度,从而验证了设计系统的可靠性。该系统通过对关键部件传动滚筒参数化建模并进行了优化设计,在保证其强度和刚度的情况下对其质量进行了优化,使其减重率达9.87%,优化效果明显。最终实现了带式输送机从基础数据的输入、理论的设计、设备的选型到结果的输出和关键部件的优化设计一体化。图63幅,表9个,参考文献66篇。