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带式输送机动态特性数值模拟及仿真分析(桂理工)

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带式输送机动态特性数值模拟及仿真分析(桂理工),输送,机动,特性,数值,模拟,仿真,分析,理工
编号:35743880    类型:共享资源    大小:2.64MB    格式:ZIP    上传时间:2019-12-30 上传人:遗**** IP属地:湖北
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输送 机动 特性 数值 模拟 仿真 分析 理工
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带式输送机动态特性数值模拟及仿真分析(桂理工),输送,机动,特性,数值,模拟,仿真,分析,理工
内容简介:
桂林理工大学本科学生毕业设计(论文)任 务 书 学 院: 机控与控制工程学院 课题名称: 带式输送机动态特性数值模拟及仿真分析 专业(方向): 机械设计制造及其自动化 (机械装备设计与制造) 班 级: 机械11-2班 学生姓名: 王恒 学号: 3110644223 指导教师: 秦建华 职称: 讲师 下发日期: 2015年1月 10日 桂林理工大学教务处制课题名称带式输送机动态特性数值模拟及仿真分析主要内容(包括设计参数)与要求一、主要内容(包括设计参数):本次课题主要研究的是简单的带式输送机动态特性数值模拟及仿真分析,这是基于ADAMS2013虚拟样机的一个仿真实验课题。简单的虚拟样机仿真实验。本次仿真采用的方法是ADAMS2012之后的版本才有的针对皮带传动与链条传动的仿真方法。主要内容如下:1)建立简单的带式输送机动态虚拟样机模型;2)不同运行速度的动态特性分析;3)有无拉紧装置下,运行速度动态特性的分析;4)不同拉紧程度的动态特性分析本课题所建立的模型是简化的模型,而且是同步带输送机模型,输送带宽度800mm,输送带的材料属性为:弹性模量E:1.25e8N/m;阻尼系数c:166780Ns/m;密度为2000N/m;输送带厚度b:25mm。驱动滚筒和从动滚筒参数的确定,本课题将驱动滚筒和从动滚筒直径均设为800mm,两者的材料都为钢性材料(steel)。因为实际设备和软件的限制,本课题是简化版本的输送机,所以两滚筒的中心距,也就是输送带的运输距离2000mm。接触参数的确定,对驱动滚筒与输送带,摩擦系数定位0.4,尾部滚筒摩擦系数为0.3。二、要求:本课题的仿真实验主要有:1)无拉紧装置时,不同运行速度的动态仿真(至少三种不同速度);2)有无拉紧装置时,对运行速度的动态仿真;3)有拉紧装置时,不同拉紧力的运行速度动态仿真(两种以上)。具体的仿真内容为输送带的运行速度、加速度、位移、拉紧力,以及同一情况下,输送带不同位置的动态仿真分析。最后,对各种情况的运行情况进行比较分析,得出结论。工 作 进 程 及 需 完 成 工 作 量本课题主要是学习ADAMS2013虚拟样机软件,查阅学校图书馆,咨询相关老师,熟悉运用该软件对简化带式输送机做简单的仿真实验,以及对实验的结果进行比较分析。具体的时间安排为:第1周第2周(3月9日-3月22日):查阅相关文献,撰写开题报告、读书笔记及外文翻译。第3周第5周(3月23日-4月12日):设定好参数、学习ADAMS2013仿真软件。第6周第8周(4月13日-5月3日):软件建模及动态仿真,输出仿真结果,整理收集相关的图表。第9周第11周(5月4日-5月24日):对仿真结果进行比较分析,然后进行论文撰写、修改、定稿、打印。第12周第13周(5月25日6月5日):整理好毕业答辩所需材料,准备毕业答辩资料,参加毕业答辩。应 遵 守 的 法 纪 法 规国家和实习所在地的政府机关的各种法律、法规;校纪校规;毕业设计纪律;毕业设计场所规章制度;知识产权。毕业设计(论文)完成日期: 2015年 6 月 1 日指导教师: (签字)教研室主任: (签字)本本科科毕毕业业设设计计( (论论文文 ) )工作计划工作计划 学学 院:院: 机械与控制工程学院机械与控制工程学院 课课题题名名称称 : 带式输送机动态特性数带式输送机动态特性数 值模拟及动态仿真值模拟及动态仿真 专业专业( (方向方向) ): 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 ( (机械装备设计与制造机械装备设计与制造) ) 班班 级:级: 机械机械 11-211-2 班班 学学 生:生: 王王 恒恒 指指导导教教师师 : 秦建华秦建华 日日 期:期: 20152015 年年 1 1 月月 2020 日日 工作计划工作计划第一阶段第一阶段 20152015 年年 3 3 月月 9 9 日日20152015 年年 3 3 月月 2222 日日确定课题,查阅文献资料,初步了解课题。并初步制定课题提纲和编写任务书。第二阶段第二阶段 20152015 年年 3 3 月月 2323 日日20152015 年年 4 4 月月 1212 日日整理参考文献,制定工作计划;完成开题报告;完成外文翻译。第三阶段第三阶段 20152015 年年 4 4 月月 1313 日日20152015 年年 5 5 月月 3 3 日日完成读书报告;设定好参数、学习 ADAMS 仿真软件。 第四阶段第四阶段 20152015 年年 5 5 月月 4 4 日日20152015 年年 5 5 月月 3 3 日日软件建模及动态仿真。第五阶段第五阶段 20152015 年年 5 5 月月 4 4 日日20152015 年年 5 5 月月 2424 日日论文修改、总结工作、复查材料。第六阶段第六阶段 20152015 年年 5 5 月月 2525 日日20152015 年年 6 6 月月 5 5 日日准备毕业设计答辩。本科毕业设计(论文)开题报告(含论文综述) 学 院: 机械与控制工程学院 所属教研室: 机械工程教研室 课题名称: 带式输送机动态特性数 值模拟及仿真分析 专业(方向): 机械设计制造及其自动化 (机械装备设计与制造) 班 级: 机械11-2班 学号: 3110644223 学 生: 王 恒 指导教师: 秦建华 职称: 讲师 开题日期: 2015年3月21日 一、毕业设计(论文)选题的目的和意义。 课题名称; 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析; 前人在本选题研究领域中的工作成果简述(1)课题名称: 带式输送机动态特性数值模拟及仿真分析(2)带式输送机的历史、现状和发展情况分析:带式输送机是现代物料连续运输的重要设备。它具有输送能力大,适应性强、结构简单、运行平稳、耗电量低、对物料的破碎性小、投资费用相对较低的特点,已被广泛应用到冶金、电力、港口及煤矿等各个领域。如今,带式输送机已发展了多种类型,包括:强力带式输送机、大倾角上下运带式输送机、压带式带式输送机和气垫式输送机等。随着国民经济及工业技术的进一步发展,长距离、大运量、高带速特征的带式输送机已成为带式输送机发展的主流。为了适应这种新的发展方向,除了需要提高带式输送机各零部件的综合机械性能外,对带式输送机的设计和运行管理水平也提出了更高的要求。传统的带式输送机设计采用的是静态设计法,并用大的安全系数补偿起、制动和运行过程中的动应力和计算中的大量简化带来的误差。这对短距离、低速度、小运量的带式输送机影响不大,但却会对长距离、高速大运量带式输送机的稳定运行带来了很大的不确定性。在实际使用中,已经发生了很多起对系统的动态特性认识不足而导致严重的影响生产和危及人身安全的事故。这促使人们越来越重视带式输送机动态特性的研究。(3)带式输送机的动态研究始于20世纪的前苏联,主要是在简化的力学模型上进行解析分析,提出了第一个带式输送机非稳定状态运行期间动态分析的计算公式具有重要的理论意义。1973年,德国汉诺威工业大学的Vierling,Oehmen,Funke等人进行了一系列的研究工作,形成了以行波理论为基础的动态分析法,并开始实际应用。澳大利亚Harrison博士所领导的课题组从事带式输送机动态分析的研究工作,1996年提出一种用于分布质量和弹性及具体边界条件的长输送带纵向振动问题的封闭形式的分析方法。在国内,东北大学彭兆行、宋伟刚等人从理论分析角度对带式输送机的振动和软启动问题进行了研究,山东科技大学建立了专门的带式输送机研究室,于岩等人建立了基于连续单元的动态分析数学模型,给出这一非齐次混合边界条件问题振动解。目的和意义:本课题采用虚拟样机技术对带式输送机进行数值模拟及仿真分析。随着计算机和信息技术的高速发展,虚拟样机技术已走向成熟,在国外虚拟样机技术已广泛应用于汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通用机械制造业等领域。 虚拟样机技术与传统意义上的CAD/CAM/CAE技术是由很大差别的,传统技术侧重于关注产品零部件的质量和性能,通过采用结构设计、工程分析和制造过程的软件或工具,达到设计和制造高质量零部件的目的。与之相比,虚拟样机技术则是面向系统的设计/分析/制造,以提高产品整体质量和性能并降低开发与制造成本为目的。二、设计或研究主要内容和重点,预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键,有何创新之处。(此部分为重点阐述内容)研究的主要内容:(1)简单带式输送机虚拟样机动力模型的建立及验证带式输送机系统的简化 带式输送机几何模型的建立 带式输送机上各参数的建立及施加 简单带式输送机虚拟样机模型具体参数及几何尺寸的确定 (2)不同启动时间下的输送带的动态特性 启动时间为2秒时的输送带的动态特性 启动时间为4秒时的输送带的动态特性 启动时间为6秒时的输送带的动态特性 启动时间为8秒时的输送带的动态特性 比较四种不同启动时间下带式输送机的动态特性 (3)不同运行速度下的输送带的动态特性 运行速度为2m/s时的输送带的动态特性 运行速度为3m/s时的输送带的动态特性 运行速度为4m/s时的输送带的动态特性 比较不同运行速度下的输送带的动态特性 (4)带式输送机运行过程中皮带薄弱处的分析预期达到的目标:掌握利用ADAMS建立简单带式输送机虚拟样机的方法和步骤以及简单的动态分析。设计的重、难点:带式输送机上各参数的建立以及施加,比如:输送带块柔性信息的建立,输送机的接触副的施加,输送带负载段的物料加载等。创新之处:利用虚拟样机ADAMSD对输送机张紧装置进行数值模拟和动态仿真分析。三、研究方案: 技术方案(有关方法、技术路线、技术措施); 实施方案所需的条件(技术条件、试验条件等)(1)技术方案:根据研究的课题,查阅相关的文献资料,做好读书笔记。 学习并掌握利用ADAMS建立简单带式输送机虚拟样机的方法。 根据虚拟样机所建立的模型做相关的数值模拟和仿真。 收集整理好从虚拟样机软件得出各种数据和图表并对其理解分析。 根据分析的过程和结果完成论文的撰写。(2)实施方案所需的条件:1)一台装有虚拟样机ADAMS软件的电脑2)机械设计手册一本及ADANS虚拟样机技术一本3)相关文献10余篇等四、主要参考文献目录1 何民爱.物流装备与运用.南京:东南大学出版社,2007.2 陈峰华.ADAMS2012虚拟样机技术从入门到精通.北京:清华大学出版社,2013.3 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理.北京:高等教育出版社,2006. 4 张钺.国内外带式输送机的应用概况.矿山机械,2001.5 A.Harrison,Simulation of conveyor dynamics,Bulk Solids Handling,1996.6 A.Harrison,Belt conveyor research 1980-2000,Bulk Solids Handling,2001.7 H.Funke,K.Hartmann,H.Lauhoff,Design and operating performance of a long-distance belt conveyor system with horizontal curves and simultaneous material transport in the upper and lower strands,Bulk Solids Handling,2000.8 机械设计实用手册编委会.机械设计实用手册M.北京:机械工业出版社,2012.8.9 濮良贵,纪名刚.机械设计M.北京:高等教育出版社,2006.5.10 陈立平等.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程.北京:清华大学出版社,2005.11 李玉瑾.带式输送机的动态特性分析与软启动设计,煤炭学报,2002.五、毕业设计(论文)工作进度计划。(必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节)第1周第2周(3月9日-3月22日):撰写开题报告、读书笔记及外文翻译。 这两周是准备阶段,首先安排好自己的计划,按时间段安排好各阶段主要工作以及所需大概时间。查阅10篇以上相关文献,其中包含部分外国文献,找好所需要的内容,同时做好读书笔记及外文翻译。根据自己的题目,有针对性的查阅相关文献,撰写开题报告和PPT以及初期论文的三级提纲。第3周第5周(3月23日-4月12日):设定好参数、学习ADAMS仿真软件。这三周时间主要根据课题简化机构,构思好模型,选定好所需的各个参数,验证这些数据是否能达到课题所需的要求。同时也要学习好虚拟样机ADAMS软件,熟练掌握其简单建模及本课题相关参数的设定及运算。第6周第8周(4月13月-5月3日):软件建模及动态仿真。根据构思好的模型,运用虚拟样机软件建立模型并进行动态模拟和仿真分析。模拟仿真完后,根据虚拟样机得出的数据和图表进行分析,看其是否符合机构的动力学特性和运动学特性,确保模型系统能满足本课题要求。同时梳理分析步骤和结果,整理成一定的文档为后期论文的撰写和毕业答辩做准备。第9周第13周(5月4日-6月5日):论文撰写、修改、定稿、打印。这三周主要是结合所学知识和相关参数、收集的数据以及在模拟仿真过程中的一些难题和解决方法,然后撰写毕业论文,认真完成一万多字的毕业论文一份。完成初稿后,在老师的指导下进行多次修改,最终定稿。最后就是做好毕业答辩以及毕业实习总结相关工作,整理好要提交的毕业论文和相关材料、文档等。六、指导教师审核意见 指导教师签字: 年 月 日七、开题答辩结论和审核意见教研室主任签字: 年 月 日4本科毕业设计(论文)读书报告(读书笔记) 学 院: 机械与控制工程学院 课题名称: 带式输送机动态特性数 值模拟及仿真分析 专业(方向): 机械设计制造及其自动化 (机械装备设计与制造) 班 级: 机械11-2班 学 生: 王 恒 指导教师: 秦建华 日 期: 2015年3月11 日 读书笔记一带式输送机的现状与发展趋势近年来,随着我国科学技术的不断进步,在带式输送机的设计研究及制造技术方面获得了很大的进步,在某些领域甚至已接近了国际水平,但从总体上来看,我国带式输送机与国外相比仍存在一定差距,有待于进一步努力。当今时代,科学技术发展迅速,有利的国际形势为带式输送机的发展带来了前所未有的发展机遇。从总体来看,目前国内外带式输送机的发展势头强劲,功能也日渐丰富。下面笔者就将国外与国内带式输送机的现状分别做一论述。国外带式输送机的现状:当前,国外带式输送机发展很快,尤其是工业科技发达的国家,带式输送机技术更是发展迅速。带式输送机的功能也越来越丰富,其应用范围比以往任何时候都更加广泛,还研发成功了一批具有高技术含量的带式输送机,并且将其广泛的应用于具体的工作实践中。另外,带式输送机本身的技术与装备也同样发展迅速,尤其是长距离、大运量的带式输送机已成为发展的主要方向,同时带式输送机中还应用了自动化的监控技术,因而带式输送机运行的可靠性得到的极大地改善。可见,当前国外带式输送机技术的发展的确很快。国内带式输送机的现状:随着改革开放的深入开展,我国生产力水平不断提高,社会对煤矿开采事业的需求也在逐步增大,这一切都给我国带式输送机的发展带来了新的契机。新时期以来,我国科学技术发展迅速,带式输送机技术也因此获得了很大的提高。总之,当前我国带式输送机发展迅速,带式输送机的类型也日渐丰富化。带式输送机依靠科学技术的强大支持,不仅运输距离获得了很大的提高,而且带式输送机功率提高的幅度也非常大。可见,新时期以来我国带式输送机技术也的确获得了长足的发展。但是从总体来看,目前我国与国外的带式输送机相比在某些技术方面仍然存在一定的差距,国外带式输送机技术到目前为止仍旧高于我国带式输送机技术的发展水平。因此,既要肯定我国在带式输送机技术方面取得的成绩,但不能仅满足于成绩,同时也要看到自身的不足与差距,并且不断学习借鉴国外的先进技术经验,努力缩小差距,争取在带式输送机技术方面取得更大的成绩。心得体会: 从带式输送机来看,国内外还存在一定的差距。但是国内的发展也是相当快的,带式输送机的类型也日益丰富,功能不断在完善。我国在技术方面稍有不足,但国内一直都在找自身的不足和缺点,努力缩小差距,不满足现状。参考文献 1 张战胜. 带式输送机的现状与发展趋势J. 科技创新与应用,2013.读书笔记二国内外带式输送机技术的差距目前,我国与国外的带式输送机相比在某些技术方面仍然存在一定的差距,国内外带式输送机的差距主要体现在以下三个方面:可靠性、寿命方面的差距我国与国外的带式输送机相比,在可靠性、寿命等方面还存在着一定的差距。笔者经过详细地调查分析,认为在可靠性、寿命等方面,我国与国外的带式输送机相比主要存在以下几个方面的差距:其一,我国带式输送机在上下运行时可靠性差,在这方面与国外存在着不小的差距。其二,我国在输送机减速器寿命方面与国外存在着差距。国外输送机减速器寿命 7 万 h,而我国减速器寿命仅为 2万h,由此可见差距所在。其三,我国带式输送机在托辊的使用寿命方面与国外存在着一定的差距。在一些工业科技发达的国家,其带式输送机采用了新型注油托辊,轴承采用稀油润滑,其运行阻力小,从而使托辊的使用寿命得到极大地提高,因而经济效益显著,使用面较广。技术性能方面的差距我国与国外的带式输送机相比,在技术性能方面还存在着一定的差距。我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要,与国外有着很大差距。笔者认为这种差距主要表现在以下几个方面:其一,在输送机品种方面存在着差距。我国带式输送机机型品种少,功能单一,使用范围受限,不能充分发挥其效能,做到一机多用。其二,在高效储带与张紧装置方面存在着差距。我国带式输送机采用封闭式储带结构和绞车张紧为主,张紧小车易脱轨,输送带易跑偏,输送带伸缩时,托辊小车不自移,需人工推移,检修麻烦。国外带式输送机则采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备,托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带不易跑偏,不会出现脱轨现象。其三,在自移机尾方面存在着差距。国内自移机尾主要依赖进口,主要有两种。一种是由英国生产的自移机尾装置,一种是由德国生产的自移机尾装置。英国生产的自移机尾用于在国内带宽 1.2m 的输送机上,缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小,纠偏能力弱。德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者,纠偏能力强。在大型带式输送机的关键核心技术方面存在着差距我国与国外的带式输送机相比,在大型带式输送机的关键核心技术方面还存在着一定的差距。笔者经过详细地调查分析,认为在大型带式输送机的关键核心技术方面,我国与国外的相比主要存在以下几个方面的差距:其一,可靠的可控软起动技术与功率均衡技术。长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长,必须采用软起动方式来降低输送机的动张力。其二,在带式输送机动态分析与监测技术方面存在着差距。长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测。它是制约大型带式输送机发展的核心技术。心得体会: 我国与国外带式输送机技术的差异主要在这三个方面:可靠性、寿命方面的差距;技术性能方面的差距;在大型带式输送机的关键核心技术方面存在着差距。这就是我们与国外的差距,我相信,随着科技的发展,我国与国外的技术上的差距会不断缩小的。参考文献1 张钺国内外带式输送机的应用概况J矿山机械,2001.读书笔记三带式输送机的简化及建模目前对于带式输送机动态特性的研究主要集中在非稳定工作情况、动张力传播特性、横向振动和纵向振动的独立研究等方面,而在输送机动态性能全面分析和研究方面还存在着一些局限性。笔者将虚拟样机技术引入到带式输送机的动态特性分析中,利用 ADAMS 动态仿真软件对带式输送机启动阶段进行了分析,为输送机的动态特性研究提供了一种新的有效分析方法。带式输送机的系统简化驱动装置、输送带、托辊、机架和张紧装置等构成了带式输送机的工作系统。其中托辊、机架、驱动滚筒和改向滚筒和输送带相比,其变形很小,刚度较大,可以认为是刚体,因此,在带式输送机系统的零部件中,把输送带当作柔性体,其他零部件均视作刚体。在建立的带式输送机系统中,将固定在大地上不运动的带式输送机的机架可简化为地面;带式输送机的驱动装置简化为一个刚性体,不考虑其受力时的变形,在输入相应的驱动时,它对带式输送机的影响可利用子函数的方式来补偿,笔者利用 HARRISION 启动速度曲线进行启动。笔者所建立的带式输送机虚拟样机模型只简化了驱动滚筒、改向滚筒、输送带、张紧装置和机架等主要部件。把驱动滚筒设在带式输送机系统的头部,驱动装置简化成为一个驱动力矩,并将驱动加在传动滚筒上;把改向滚筒设在带式输送机系统的尾部,将其简化为由轴和绕轴转动圆柱体组成的 2个刚体,对其施加一个预紧力,张紧方式采用重力式,并将其直接简化为力,直接将张紧力作用在改向滚筒的轴上。带式输送机虚拟样机模型的建立可以通过两种方式实现带式输送机虚拟样机几何模型的建立:第一种方式是在 ADAMS 环境中直接完成模型的建立;第二种方式是在其他软件环境中完成模型的建立,然后将其导入到 ADAMS 环境中进行动态分析。ADAMS 软件的内部提供了与其他软件进行数据交换的接口模块,如在 PRO/E 环境下建立的带式输送机虚拟样机几何模型,可以通过 Mechanism/Pro 模块调入到 ADAMS 环境中;在 UG 环境下建立带式输送机虚拟样机几何模型,可通过 Motion 模块导入到 ADAMS 环境中。由于 ADAMS 软件与其他机械设计软件的接口是有缝的,虽然在其他 CAD 软件环境中建立的模型比较方便,但是在模型导入传递到 ADAMS 过程中容易出现一些信息丢失的问题。因此,在建立带式输送机的几何模型时,尽量在 ADAMS 软件环境下建立几何模型。所以,利用 ADAMS 软件菜单功能在ADAMS 环境中直接完成带式输送机虚拟样机模型的建立。心得体会: 带式输送机系统是一个很复杂的系统,在对其建模之前我们需要将其简化。简化后的系统只剩下两个滚筒和输送带,我们利用ADAMS 软件直接建立虚拟样机模型。参考文献1 郝双双,刘训涛,刘秀莲,王爱芳. 基于 ADAMS 带式输送机启动阶段动态特性研究J. 矿山机械,2012.读书笔记四粘弹性模型的类型与选择1 粘弹性模型的类型输送带的动力学特性具有明显的粘弹性特征,故建立输送带的动力模型就是建立相应的粘弹性模型。最基本的粘弹性元件有弹性、阻尼和摩擦三种,根据它们的组合形式不同,所建立的粘弹性模型也不同。(1)麦克斯韦尔模型麦克斯韦尔模型又称松弛模型。它是由线性弹簧和阻尼器串联组成,其应力和应变有如下关系:ddt=ddt-式中 为流变常数,=这种模型是粘弹性液体的流变模型,在研究多元件组合流变模型时可作为一个子模型。在. 麦克斯韦尔模型中,当把变形保持定值时应力逐渐趋向零;相反,当把应力保持定值时,则变形趋向无穷大。(2)伏格特模型伏格特非松驰模型又称开尔文模型,该模型阻尼元件和弹性元件并联而成。在纯拉伸情况下,该模型的应力与应变有如下关系:(t)=+ddt保持不变,积分得:=01-e该模型可描述为物体的蠕变和弹性后效现象,即突然卸载时变形不是瞬间消失,而是在一定时间间隔内逐渐减小。在施加载荷的瞬间,模型的初始变形等于零。若保持不变,则应变趋于一个稳定值。(3) 三元件粘弹性模型三元件粘弹性模型是以麦克斯韦尔模型和伏格特模型为基础建立的,该模型不仅仅可以反映物体的粘弹性,还能反映物体的流变性。2 模型的选择因为麦克斯韦尔模型是粘弹性液体的流变模型,所以不能作为输送带的粘弹性模型。三元件粘弹性模型是研究输送带得较为理想的模型,特别是对固定式拉紧装置的带式输送机更适用。采用三元件粘弹性模型可求得载荷作用时间很短或无限长时的输送带的最终变形,能较好的反映带式输送机受载时的变形状态。然而到目前为止,确定其参数的合理方法还没找到,而且大型带式输送机均采用恒力拉紧装置,致使这种模型在实际中没有得到应用。伏格特非松驰模型虽然不能反映物体的流变过程,但模型中的参数容易确定而且模型能很好地反映物体的动态弹性过程。大型带式输送机多采用钢丝绳芯输送带和恒力拉紧装置,输送带的松弛现象并不是很明显,因此在大型带式输送机的动态特性研究中这种模型经常被采用。心得体会: 带式输送机的粘弹性模型的类型有三种,分别是麦克斯韦尔模型、伏格特模型、三元件粘弹性模型。根据具体的情况,最终带式输送机采用的类型为三元件粘弹性模型。参考文献1 胡文化.带式输送机动态特性数值模拟方法的研究D.学位论文,2005.读书笔记五拉紧装置的类型1 螺旋拉紧装置螺旋拉紧装置结构简单,拉紧行程太小,只适用于短距离输送机,一般机长小于80时才选用,缺点是当胶带自行伸长后,不能自动拉紧。2 重力拉紧装置重力拉紧装置是结构最简单,应用最广泛的一种拉紧装置。它是利用重锤来自动拉紧,由于重锤靠自重拉紧,所以它能保证拉紧力在各种工况下保持恒定不变,能自动补偿胶带的伸长。重力拉紧装置的特点是拉紧力不变,拉紧位移可变,它适用于固定式长距离运输机,优点是安全可靠性高,缺点是拉紧力不能调节,空间要求大,在空间受限制的地方,无法使用。3 固定绞车拉紧装置固定绞车拉紧装置是利用小型绞车来拉紧,绞车一般用蜗轮蜗杆减速器带动卷筒来缠绕钢绳,从而拉紧胶带。这种拉紧装置的优点是体积小,拉力大,所以被广泛应用于井下带式输送机中。缺点是它只能根据所需要的拉紧力调定后产生固定的拉紧力,拉紧力不能自动调节,当绞车和控制系统出现问题时,对胶带机不能产生恒定的拉紧力或拉紧力失效,安全可靠性相对降低。4 自动拉紧装置自动拉紧装置不但能根据主动滚筒的牵引力来自动调整拉紧力,而且还能补偿胶带的伸长。自动拉紧装置由电机、制动器、减速器、钢丝绳滚筒等组成,采用大拉力张紧装置张紧输送带,同时配备张力传感器,测定输送带的张力,当输送带张力发生变化,超过输送机正常运行的范围时,自动张紧装置迅速动作,调整输送带张力,保证输送机正常运行。自动张紧装置与自移机尾配合使用,可实现在输送机不停机的条件下,实现输送机机尾的移动和输送带的伸缩,大大提高了输送机的输送效率。自动绞车拉紧装置由压力传感器根据胶带输送机运行工况的需要自动控制拉紧力的大小,液压拉紧装置由液压站产生的液压力通过油缸对胶带机施加拉紧力,可根据胶带机运行工况的需要调节拉紧力的大小。带式输送机所需的拉紧力,在起动、稳定运行和制动过程中是不同的。因此,计算拉紧力时,应按各种工况下输送带在驱动滚筒上都不打滑的条件计算,理想的拉紧装置应能根据输送机在不同工况下的要求自动调整拉紧力,这样,既可满足输送带在垂度和摩擦牵引力方面的要求,又可保证输送带不承受过大的张力。心得体会: 带式输送机的拉紧装置主要分为螺旋拉紧装置、重力拉紧装置、固定绞车拉紧装置、自动拉紧装置。参考文献1 庞庆楼.带式输送机张紧装置的比较和选择J.矿山机械,2010.读书笔记六拉紧装置的适用性分析在对带式输送机的工艺布置中,确定合理的拉紧装置,是保证输送机正常运转、起动和制动时安全可靠、经济合理的必要前提。而各种拉紧装置的适用性是工程技术人员关心的重要问题之一。有关文献中根据带式输送机刚体动力学原理,对三种拉紧装置的特性进行了分析。可得出如下结论:(1)水平运输0。在这种情况下,采用固定拉紧装置,胶带最大张力比自动式胶带最大张力大1.35倍,当1000时,其倍数将达1.45,且无下降趋势;而采用重锤式拉紧装置,胶带最大张力比自动式胶带最大张力大1.12倍以上,比值随胶带机长度的增加而增大,随着运量的增加,比值也将会略有增大。从经济方面看,如在水平运输且运距较大的情况下,采用固定拉紧装置与采用其它两种拉紧装置相比,前者很有可能使胶带强度乃至整个设备升级,如按胶带升高一级其价格上升80元计算,则1500长的胶带机会因拉紧装置选择不当,造成仅胶带的一次性投资就多增加80元1500224万元对钢绳芯胶带而言。故建议,在水平运输和运距较长的情况下,应采用自动式拉紧装置,而不采用固定拉紧装置,在运距较短的情况下,例如小于1000,可采用重锤式拉紧装置。(2)向上运输(0)。在此情况下,随着角度的增大,固定式拉紧装置胶带最大张力与自动式胶带最大张力及重锤式胶带最大张力的差值越来越小,当倾角大到一定程度时,采用固定式拉紧装置和重锤拉紧装置的效果都差不多。从图还可以看出,固定式胶带最大张力与重锤式胶带最大张力相比,前者受倾角影响较大,后者受运距的影响较大。总之,在提升倾角较大时10,推荐采用重锤拉紧装置。(3)向下运输(0)。在向下运且电动机处于发电运行时,比值介于1比1.1之间,并随着运距和倾角的增大呈现减小的趋势。其值大于1.2,角度越小,其值越大,但和运距关系不太大。而当向下运且电动机处于电动运行时,其情况与水平运输的情况基本相似。这样,在向下运且发电运行时,推荐采用重锤拉紧装置而在下运且处于电动运行时,推荐采用自动拉紧装置,而最好不用另外两种拉紧装置。总结为:(1)胶带机的牵引力受胶带机的运输路线长度、倾角、货载等因素的影响,在选择拉紧装置时要根据胶带机工作状况合理计算。(2)合理选择胶带机拉紧位置有利于延长胶带的寿命,降低胶带机启动和制动过程的冲击和振动,提高稳定性。(3)当带式输送机上有物料时调张力比无物料时调张力,动载荷要大,即动载荷与货载情况有关。(4)当采用头部拉紧装置时,在其他条件不变的情况下,比采用尾部拉紧装置的动载荷大。心得体会:通过对带式输送机垃圾装置的适用性分析,得出了在各种运行情况下安装的最佳位置和方式。这能更加合理,更加科学的使用带式输送机。参考文献1 赵永刚. 带式输送机拉紧装置的分析与探讨J.中国机械,2013.读书笔记七ADAMS/View操作心得1、 如何永久改变ADAMS的启动路径 在ADAMS启动后,每次更改路径很费时,我们习惯将自己的文件存在某一文件夹下;事实上,在Adams的快捷方式上右击鼠标,选属性,再在起始位置上输入你想要得路径就可以了。 2、 ADAMS中的单位的问题 开始的时候需要为模型设置单位。在所有的预置单位系统中,时间单位是秒,角度是度。在模型运行的过程中也可以改变单位系统的设定。还可以在文本框中使用自己的单位,比如默认的角度单位度时可以使用表示弧度。我感觉在ADAMS内部好像是把所有的带单位的输入量都转换成统一的单位了。 3、 关于ADAMS的坐标系的问题。 当第一次启动ADAMs/View时,在窗口的左下角显示了一个三视坐标轴。该坐标轴为模型数据库的全局坐标系。缺省情况下,ADAMS/View用笛卡儿坐标系作为全局坐标系。ADAMS/View将全局坐标系固定在地面上。 当创建零件时,ADAMS/View给每个零件分配一个坐标系,也就是局部坐标系。零件的局部坐标系随着零件一起移动。局部坐标系可以方便地定义物体的位置,ADAMS/View也可返回如零件的位置零件局部坐标系相对于全局坐标系的位移的仿真结果。局部坐标系使得对物体上的几何体和点的描述比较方便。物体坐标系不太容易理解。你可以自己建一个part,通过移动它的位置来体会。 4、关于物体的位置和方向的修改 可以有两种途径修改物体的位置和方向,一种是修改物体的局部坐标系的位置,也就是通过MODIFY物体的position属性;令一种方法就是修改物体在局部坐标系中的位置,可以通过修改控制物体的关键点来实现。我感觉这两种方法的结果是不同的,但是对于仿真过程来说,物体的位置就是质心的位置,所以对于仿真是一样的。 4、 关于约束的问题 约束是用来连接两个部件使他们之间具有一定相对运动关系。通过约束,使模型中各个独立的部件联系起来形成有机的整体。 在ADAMS/View中,有各种各样的约束,大体上将其分为四类: 基本约束: 点重合约束(ATPOINT)、共线约束(INLINE)、共面约束(INPLANE)、垂直约束(PERPENDICULAR)等。常用铰约束: 球铰(SPHERICAL)、常速度铰(CONVEL)、固定铰(FIXED)、平移副(TRANSLATIONAL)、圆柱副(CYLINDER)、旋转副(REVOLUTE)、螺旋副(SCREW)、齿轮副等 。高副约束: 曲线曲线约束(CVCV)、点曲线约束(PTCV)。 驱动: 按驱动加在对象类型上分:有点驱动和铰驱动;按驱动特点来分有:平移驱动和旋转驱动。5、 驱动和力的区别 驱动和力都会引起物体的运动,但两者是有本质上的区别的。驱动产生确定的运动,可以消除物体的自由度。力产生的运动是不确定的,不能消除物体的自由度。心得体会: 从ADAMS的基本操作来了解虚拟样机软件,学习其具体功能,并利用该软件所带功能对带式输送机进行建模和仿真。参考文献1 陈峰华ADAMS2012虚拟样机技术从入门到精通M北京:清华大学出版社,2013读书笔记八ADAMS的带式输送机实体仿真模型建立方法利用菜单方式建立带式输送机虚拟样机模型在ADAMS的菜单方式下建模。首先建立一个带块模型,然后通过复制、移动、旋转等方式,用这些带块模型来组装成系统,建立系统模型。这种方法建立模型,比较简单,但是,重复性工作较多,实际操作性较差,对于简单的杆系结构,凸轮结构使用较方便,但是带块在复制、移动和旋转时,由于反复重复而引起疲劳,所以容易出错。利用其他CAD软件建立带式输送机几何模型。目前,我国常用的CAD软件有AUTOCAD、UG、PROE、Solid Edge、CATIA等,其中最常用的是AU2TOCAD、UG、PROE,AUTOCAD在我国二维制图中使用比较广泛, PROE与其他软件的接口较好,目前使用相对比较广,有利于广泛地开展建模工作,从而有利于ADAMS建立带式输送机虚拟样机模型库。所以,基于上述原因,选择PROE软件来建立带式输送机虚拟样机的几何模型。选定带式输送机实体建模所用CAD软件后,就必须考虑如何导入到ADAMS中的问题,也就是接口问题。(1)利用ADAMS公司的接口软件MECHPRO来完成这个工作,此过程需先设置工作环境,然后建立模型,组装,利用MECHPRO将模型输入ADAMS中。但是,由于这2个软件来自不同公司,所以是有缝连接,在完成此工作时,仍然存在一些问题,如曲线的丢失和体变为壳等。最重要的是,在这个过程中,需要将部分几何模型刚体化,以及在PROE中施加部分约束,而在完成这些工作时,MECHPRO的工作界面不是很友好,操作较麻烦,一旦施加错误或刚体化错误,必须重复上述工作。(2)利用标准图形接口导入,在PROE中,将建好的模型存为标准图形接口文件,如IGES等,然后在ADAMS中读入此文件;首先在PROE环境下将选中的零件saveacopY为render格式(.slp),然后利用标准图形文件输入ADAMS中。第1步先在AD2AMS中import该零件赋予质量属性;第2步在力和约束的施加点创建属于该零件(addtopart)的marker;第3步就是将新引入的零件移动到正确位置。这一过程可利用菜单通过输入相应的坐标值和旋转角度来准确移动和旋转,是一个很简单的过程,输入的零件与ADAMS中直接创建零件的可操作性是完全一样的,只需定义模型的物理属性即可。心得体会: 带式输送机实体仿真模型建立方法一般有两种,一是直接利用软件自带功能来生成;一是先用其他软件建好模型,然后倒入到ADAMS软件中,在对其添加材料属性及约束等。参考文献1 郝双双,李阳星,刘训涛. 基于ADAMS的带式输送机实体仿真模型建立方法J.矿山机械,2012.读书笔记九皮带输送机的结构原理与特点应用皮带输送机碎石料生产设备的直接工作部分是破碎机械和筛分机械(或固定筛)。输送机械是整个设备中的辅助工作部分,它担负各个破碎、筛分机械之间的物料的供给、传递、排放等辅助作业任务,使碎石料的生产能正常进行。在碎石料生产设备中,主要使用皮带输送机。 一、皮带输送机工作原理 输送带是一条首尾相接的胶带,形成封闭环,套在输送机的驱动滚筒和尾部的改向滚筒上。在输送带中部有许多托辊将其支承,使之保持一定的形状与状态.输送机一端的上方有一装料装置,将物料送到输送带上,另一端有一卸料装置,物料经卸料装置卸下。在碎石生产运输中,卸料一般就在输送机的端部。 驱动滚筒由电机经减速机带动后,依靠滚简与输送带之间的摩擦力,拖动输送带作循环运动。经装料装置落到输送带上的物料随着带的运动而被运走。 二、皮带输送机主要构造 皮带输送机的主要工作元件是输送带,由输送带的运动来运输物料。固定式带式输送机由输送带、驱动装置、托辊、装料装置、张紧装置等零部件所组成。 三、皮带输送机结构特点 1)输送能力大,功率消耗小。带式输送机工作时,输送带与物料之间没
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