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摩擦式提升机论文：瞬态动力学提升系统动力学疲劳分析冲击限制设计
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【摘要】多绳摩擦式提升机是矿山生产中的关键设备，被广泛应用于煤炭、金属等矿山开采行业中，承担着沟通井上、井下，运送人员、物资的任务，有矿山的“咽喉设备”之称，提升机性能的好坏直接影响到矿山的正常生产和工人的生命安全，因此提升机的安全性与可靠性备受关注。本文以洛阳中信重型机械股份有限公司生产的JKM4.5×6型提升机为研究对象，对其主轴装置进行了静、动态分析，本文的研究内容主要包括：1）介绍了多绳摩擦式提升机的结构特点、工作原理和受力状态；研究了摩擦轮的外载荷分布规律；论证了提升机主轴装置摩擦轮强度计算的几种方法。2）介绍了提升系统动力学的研究现状，建立了提升系统的连续弹性体数学模型，研究摩擦式提升系统尤其是钢丝绳的动力学特性。3)依据冲击限制设计理论，在选用合适的加速度控制曲线的基础之上，推导了适合梯形加速度控制曲线的钢丝绳张力计算公式，为对主轴装置进行动力学分析奠定了基础。4）建立了提升机主轴装置的有限元模型，对多绳摩擦式提升机的主轴装置进行瞬态动力学分析，研究主轴装置的动力学响应特点；在上述计算的基础上，对摩擦轮进行了疲劳分析，估算了摩擦轮的使用寿命。
【关键词】摩擦式提升机；瞬态动力学；提升系统动力学；疲劳分析；冲击限制设计；
【篇名】多绳摩擦式提升机主轴装置动力学分析
【目录】多绳摩擦式提升机主轴装置动力学分析
摘要
5-6
Abstract
6
第1章 绪论
9-17
1.1 课题的研究背景及意义
9-11
1.2 多绳摩擦式矿井提升机的特点
11-14
1.3 摩擦式提升机的国内外发展概况
14-15
1.3.1 国外发展概况
14-15
1.3.2 国内发展概况
15
1.4 课题来源
15-16
1.5 研究内容及研究方法
16-17
1.5.1 研究内容
16
1.5.2 研究方法
16-17
第2章 摩擦轮的结构特点和受力分析
17-27
2.1 多绳摩擦式提升机主轴装置
17-19
2.2 多绳摩擦式提升机摩擦轮的结构特点
19-21
2.3 摩擦轮的工作原理和受力分析
21-26
2.3.1 摩擦轮的工作原理
21-22
2.3.2 摩擦轮的外载荷分析
22-23
2.3.3 摩擦轮受力分析
23-26
2.4 本章小结
26-27
第3章 提升系统载荷特性分析和冲击限制设计
27-44
3.1 摩擦式提升机动力学模型的建立与动力学分析
27-31
3.1.1 摩擦式提升机的动力学研究现状
27-28
3.1.2 连续弹性体数学模型的建立
28-29
3.1.3 连续弹性体模型下提升钢丝绳的动力学方程
29-31
3.2 钢丝绳动力学微分方程的求解
31-37
3.2.1 钢丝绳齐次动力学微分方程的求解
31-33
3.2.2 钢丝绳非齐次动力学微分方程的求解
33-34
3.2.3 恒定加速度下提升钢丝绳的动张力响应
34-37
3.3 摩擦式提升机的冲击限制设计
37-43
3.3.1 摩擦式提升机冲击限制的理论研究
37-39
3.3.2 冲击限制设计中的动力学计算基本公式
39-40
3.3.3 冲击限制值的计算
40
3.3.4 采用梯形加速度控制曲线时提升机的运动学计算
40-42
3.3.5 采用梯形加速度控制曲线时提升钢丝绳张力计算
42-43
3.4 本章小结
43-44
第4章 提升机主轴装置的瞬态动力学分析
44-67
4.1 摩擦轮的强度计算方法概述
44-46
4.2 有限元模型的建立
46-47
4.2.1 几何模型
46-47
4.2.2 单元类型和网格划分
47
4.3 施加载荷和边界条件
47-54
4.3.1 载荷分析
47-53
4.3.2 边界条件
53-54
4.4 计算结果
54-61
4.4.1 计算结果分析
57-61
4.5 提升机动态测试结果的分析与验证
61-66
4.5.1 提升机动态测试原理
62
4.5.2 动态测试系统
62-63
4.5.3 动态测试方法
63-64
4.5.4 仿真结果与动态测试结果比较
64-66
4.6 本章小结
66-67
第5章 摩擦轮的疲劳分析
67-73
5.1 疲劳分析的基本理论
67-70
5.1.1 疲劳寿命
67-68
5.1.2 疲劳寿命估算方法
68-69
5.1.3 疲劳累积损伤
69-70
5.2 基于 ANSYS 的摩擦轮疲劳分析
70-71
5.2.1 疲劳参数的确定
70-71
5.2.2 应力、事件循环次数和比例因子
71
5.2.3 疲劳分析结果
71
5.3 本章小结
71-73
结论
73-74
参考文献
74-77
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
77-78
致谢
78-79
作者简介
79
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