刮板输送机智能化设计与动态性能分析

　　目录
　　第1章概述1
　　1.1引言1
　　1.2刮板输送机智能化设计与动态性能分析的研究现状1
　　1.2.1理论建模2
　　1.2.2动态性能仿真手段3
　　1.2.3实验和测试手段7
　　1.3刮板输送机智能化设计与动态性能分析的应用前景8
　　第2章刮板输送机动态性能理论分析10
　　2.1基于Vogit理论的刮板输送机动力学建模10
　　2.2链传动系统结构分析及公式推导14
　　2.2.1链轮及链环分析14
　　2.2.2刮板及中部槽分析16
　　2.3链传动系统工作性能研究19
　　2.3.1运行阻力分析19
　　2.3.2S弯区域分析22
　　2.3.3链传动系统张紧力分析22
　　2.3.4电动机功率及链环安全系数分析24
　　2.3.5链轮链环啮合传动分析25
　　第3章刮板输送机参数化设计27
　　3.1ADAMS参数化设计理念27
　　3.2链传动系统各部件参数化建模28
　　3.2.1链轮的参数化28
　　3.2.2链环、刮板和中部槽的参数化34
　　3.3链传动系统各部件间参数化装配36
　　3.3.1链轮和链环的装配36
　　3.3.2刮板和中部槽的装配37
　　3.3.3链传动系统模型展示39
　　3.4仿真模型约束及边界条件的参数化添加39
　　3.4.1接触约束的添加40
　　3.4.2驱动和阻力矩的添加41
　　3.4.3卡链、断链和冲击工况的添加43
　　3.4.4仿真控制的参数化添加47
　　3.5链传动系统仿真结果的参数化输出48
　　3.5.1仿真结果的参数化后处理49
　　3.5.2仿真结果的参数化打印50
　　刮板输送机智能化设计与动态性能分析第4章刮板输送机动态性能仿真研究53
　　4.1链传动系统仿真模型53
　　4.1.1中双链链传动系统双链间距优化53
　　4.1.2三种链传动系统仿真模型56
　　4.2正常工况下链传动系统动力学特性对比研究57
　　4.2.1链轮转速分析59
　　4.2.2链环动力学特性分析61
　　4.2.3刮板动力学特性分析74
　　4.2.4链轮与链环啮合力分析76
　　4.3中双链链传动系统仿真分析81
　　4.3.1中双链链传动系统虚拟样机建立81
　　4.3.2平直工况下链传动系统动力学特性分析83
　　4.3.3倾斜工况下链传动系统动力学特性分析88
　　4.3.4卡链、断链工况下链传动系统动力学特性分析97
　　4.4基于ADAMSEDEM耦合的链传动系统仿真研究105
　　4.4.1刮板输送机耦合分析模型构建105
　　4.4.2正常工况下链传动系统输煤特性分析111
　　4.4.3冲击工况下链传动系统输煤特性分析125
　　4.4.4冲击工况下链环受力瞬态动力学分析131
　　4.5链传动系统动力学特性影响因素分析137
　　4.5.1链轮转动速度对链传动系统动力学特性的影响137
　　4.5.2链轮齿数对链传动系统动力学特性的影响139
　　4.5.3载荷对链传动系统动力学特性的影响141
　　4.5.4链轮结构对链传动系统动力学特性的影响143
　　4.6链传动系统关键零部件疲劳寿命分析147
　　4.6.1疲劳寿命分析理论基础147
　　4.6.2链环与链轮疲劳寿命分析149
　　4.6.3疲劳寿命敏感性分析164
　　第5章刮板输送机动态性能实验研究与测试手段167
　　5.1试验台搭建168
　　5.1.1机械模块168
　　5.1.2电气控制模块171
　　5.1.3测量模块172
　　5.2研究分析方法176
　　5.2.1链速177
　　5.2.2地形177
　　5.2.3载荷178
　　5.3链速对动力学特性的影响分析179
　　5.3.1机头、机尾链轮转速分析179
　　5.3.2电流波动信号分析181
　　5.3.3链环振动特性分析183
　　5.4地形对动力学特性的影响分析192
　　5.4.1机头、机尾链轮转速分析192
　　5.4.2电流波动信号分析194
　　5.4.3链环振动特性分析195
　　5.5载荷对动力学特性的影响分析198
　　5.5.1机头、机尾链轮转速分析198
　　5.5.2电流波动信号分析199
　　5.5.3链环振动特性分析200
　　5.6冲击工况下动力学特性的影响分析205
　　5.6.1空载工况205
　　5.6.2有载冲击链环工况211
　　5.6.3有载冲击煤堆工况216
　　5.7卡链故障原因分析及链条状态监测221
　　5.7.1松链和紧链状态下的链速对比分析222
　　5.7.2松链状态监测方法223
　　5.8基于中部槽振动特性的故障检测方法224
　　5.8.1不同位置中部槽的振动特性试验225
　　5.8.2不同运行速度下中部槽的振动特性试验227
　　5.8.3不同载荷下中部槽的振动特性试验230
　　5.9测试手段232
　　5.9.1刮板输送机的循环加载测试系统232
　　5.9.2基于压电效应的刮板链实时张力检测系统236
　　5.9.3基于空间位置信息捕捉的刮板输送机机身自动调直装置242
　　5.9.4用于调整和模拟刮板输送机中部槽空间位姿的装置247
　　第6章刮板输送机智能化设计与分析系统开发255
　　6.1理论计算模块256
　　6.2参数化建模模块259
　　6.3参数化仿真模块262
　　6.3.1总体介绍262
　　6.3.2正常工况仿真262
　　6.3.3冲击工况仿真263
　　6.3.4卡链工况仿真263
　　6.3.5断链工况仿真264
　　6.4仿真结果后处理模块265
　　参考文献266

　　江守波，男，汉族，山东省莱阳市人，中共党员，工学博士，山东科技大学机电工程学院副教授，硕士生导师。主要从事矿用装备的动态特性分析和优化设计工作，包括矿用减速器齿轮传动系统动力学特性分析及其优化设计、掘进机截割头截齿三维可视化自由排布、矿用刮板输送机链传动系统动力学特性分析等研究工作。发表SCI、EI收录论文17篇，出版学术专著1部；以第一发明人授权国际专利1项、中国发明专利10项；作为项目负责人主持国家自然科学基金青年基金项目1项、山东省矿山机械工程重点实验室开放基金1项，结题山东省自然科学基金项目1项、陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室开放基金1项，参与国家自然科学基金重点项目、面上项目，山东省重大科技创新工程等省部级以上项目8项；获得中国煤炭工业科学技术三等奖、中国安全生产协会安全科技进步三等奖等厅局级以上科技奖励6项。

　　刮板输送机广泛应用于煤矿、金属矿山、冶金等行业的散料输送场合，具有运距长、运量大等优点。由于长期处于变载、冲击工作状态，刮板输送机极易发生卡链、断链、跳链等故障，从而降低物料的运输效率。为了提高刮板输送机的可靠性，本书针对刮板输送机故障诊断及寿命预测研发与应用研究中所涉及的基础理论及技术难点，在动态性能理论分析、参数化设计、动态性能仿真研究、动态性能实验研究与测试手段、智能化设计与分析系统开发等方面，综合运用多体动力学、离散单元法、耦合技术等多种智能化设计分析方法，系统分析了典型工况和异常工况下刮板输送机链传动系统的啮合特性、冲击特性、疲劳特性等动态性能及其影响因素，为刮板输送机优化设计、状态监测和故障诊断提供理论依据。
　　本书可为从事刮板输送机行业和相关领域工作的高校、研究院所、企业等的科研人员提供设计和分析依据。