压带式带式输送机关键技术研究

作     者：韩惠森 

作者单位：太原科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩刚

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：压带式输送机 载荷计算 有限元分析 瞬态动力学分析 

摘      要：输送带是压带式输送机上保证其稳定升的最重要的部件之一,建立合理的输送带模型进行计算分析,对于压带式输送机上输送带受力状况的研究意义重大。由于压带式输送机在升运行过程中受力情况复杂,故对压带式输送机的主升段进行有限元分析,求解出输送带上应力应变的分布规律,对合理选用输送带的型号,降低维护成本以及节能减排都具有十分重要的意义。 压带式输送机作为大倾角带式输送机的一种,输送路径可以灵活布置,可实现任意角度多种物料的大倾角升输送,已广泛应用于各个领域,输送各种物料。为了使压带式输送机更好地运用于工程实践,探寻影响输送机稳定运行的因素以及该因素对输送机运行的影响规律,为后续对压带式输送机的优化设计供一定的理论支撑,可以极大高输送机的输送效率,为实际的工程运用供一定的理论指导。 本文,首先通过研究现有压带式输送机原理及设计方法,对其关键部件尺寸进行计算,包括压带贴紧边长度、物料截面高度、物料最大截面积等,建立主升段受力模型。随后进一步分析和完善相关的计算公式,并进行合理的推导,充分考虑物料和上覆盖带的重力影响,计算出施加在覆盖带上保证物料不发生下滑的最小压紧力临界值,同时在直角坐标系中建立主升段相邻托辊组间承载带的抛物线模型,推导承载带的曲线方程和最大悬垂度计算式,进而计算出施加在覆盖带和承载带两端的拉紧力。其次,在确定了压紧力和拉紧力之后利用有限元分析软件ANSYS Workbench对压带式输送机主升段进行相应的有限元分析,分析不同托辊直径以及不同托辊组槽角对输送带压陷阻力的影响规律;另外在计算出满足物料不发生下滑的最小压紧力数值时,逐步加大主压紧力以及侧边压紧力数值,分析出随着压紧力不断增大对两条输送带的影响规律,并且拟合曲线确定压紧力的取值范围。最后,由于覆盖带承载带和物料在运行时非常容易发生共振,故对局部模型做预应力模态分析,得出六阶模态振型和频率;并且为验证压紧力能否满足不漏料条件以及压陷滚动阻力要求,对局部模型做瞬态动力学分析。 本文的研究结果对压带式带式输送机的设计以及结构优化都具有一定的参考价值,同时也能够为其在实际的工况运用中供有效的指导意义。