目前带式输送机被广泛的应用于各个生产生活领域。但由于各种因素 经常会引起输送带的断裂,导致断带事故的发生,造成严重的财产损失和 人员的伤亡。因此为了降低断带事故发生后造成的损失,需要不断的开发 研究新的断带保护装置。 本文对阻尼板的结构进行改进,确定阻尼板的垂直安装位置,分析断 带后输送带的运行情况并对槽形阻尼板断带防滑的可行性进行研究。 设计中考虑到输送带有一定的刚度,因而将输送带作为复杂梁进行处 理研究,建立其为学模型。通过分析得出阻尼板的长度、宽度、厚度和槽 形角。对阻尼板的强度进行验证,从而确定阻尼板的结构。 利用UG软件建立带式输送机的H维模型,通过数据接口把模型导入 ANSYSWorkbench软件,进行工作载荷下的有限元分析。对比有限元分析 的结果得出影响输送带垂度的因素,为确定阻尼板的垂直安装位置提供理 论依据。 分析Maxwell、Kelvin、H元件固体粘弹性模型的优缺点,确立输送带 的粘弹性模型。根据带的粘弹性模型建立带式输送机整机的动力学模型。 利用Matlab软件进行断带过程的仿真,分析输送带的运行过程,为阻尼板 防滑的可行性研巧做准备。 计算确立阻尼板的最优安装数目,运用艮ecurDyn软件进斤动力学仿真 分析。对比不同工况下槽形阻尼板的断带保护效果,确定槽形阻尼板防滑 I太原理工大学硕±研究生学位报告 的可行性。 本文为后阻尼板的研究提供了理论基础和设计方法。为后阻尼板 的进一步改进和研究提供了参考。 关键词:槽形阻尼板,断带,动力学,仿真 扭太原理工大学硕±研究生学位报告 FEASI目ILITY民ESEA民CHOFBELT-B民OKENP民OTECTION BASEDONDAMPINGPLATE ABSTRACT Thebeltconveyoriswidelyusedinvariousfields.Butsometimedueto variousfactorsleadingtoaccidents.比eaccidentmadeseriousdamagetoprop- ertyandpersonnelcasualties.Soitisimportanttodesign化econveyorbeltbro- kenprotectiondevicetoreducestripbreakaccidents. Thistopictoimprovet:hebaditionaldampingplat:estructure.Todekrmine thedampingplateinstallationlocation,Analysisofthefaultbeltconveyorafter operatic打,sostripbreakformorereliableprokction. Considerthestiffnessofconveying,seeconveyorbeltasacomplicated beamstoresearch,itismechanicalmodelisestablishedandanalysis,itiscon- cludedthattheleng化,wid化,thicknessofthedampingpla化andgroovedAngle. Tovalidate出estreng化of也edampingpla化,化usdekrmine化estructureof化e dampingplate. ThebeltconveyorisestablishedinUG,thenimportitiWoANSYSWork- benchthroughseamlessconnection.Buildfiniteelementmodel,imposeload andsupport,the打carryout也efiniteelementanalysisofbeltconveyor- paredwitih出efmi化elementanalysisof出eresultsindicatesriiatthefactorsaf- III太原理工大学硕±研巧生学位报告 fectingtheconveyorbeltsag.Fortheinstallationofthedampingplatelocation providetheoreticalbasis. Inthispaper,itfocu化son化6analysisand出scussionthemodelofMax- well,Kelvinandthethreecomponentsofsolidtodeterminetheviscoelastic modelofbe比According化viscoelasticmodelestablished,beltconveyordy- namicssystemisestablishedanduseofMatlabsoftware化simulation.Analysis of化eoperationprocessofconveyorbelt,Inpreparationfor化efeas化ilitystudy ofdampingplateskid. Toestablishtheoptimalinstallationnumberofdampingplate,multi-body dynamicssimulationusing民说urDynsoftwareparingthedampingplate’s protectioneffectundertheconditionofdifferentfaultbelt.Determinefeas化。ky oftroughdampingplateskid. Thisarticleprovidesatheoreticalbasisforstudyofdampingplateandde- signmethod.Conveyorbe化forthefutureofantiskid巧化archand也edesignof 化edampingplateapplicationhasacertainireferencevalue. KEYWORDS;Troughdampingplate,Stripbi＊eak,Dynamic,Simulation IV太原理工大学硕±研充生学位报告 目录 第一胃绪论1 1.1课题研究背景及意义 1 1.2国内外研究现状 2 1.3本文研究内容和方法 4 1.4本章小结5 第二章输送带的力学理论和阻尼板的设计 7 2.1输送带的静动特性 7 2丄1输送带的静特性 7 2丄2输送带的动特性 7 2.2输送带的数学模型 9 2.2.1粘弹性模型的确定 9 2.2.2Kelvin模型参数的确定 10 2.2.3输送带等效弹性模量 11 2.3槽形阻尼板的设计 11 2.3.1阻尼板力学模型的建立 11 2.3.2阻尼板形状的确定 14 2.3.3阻尼板的表面包覆层 19 2.3.4阻尼板摩擦特性分析 19 2.4本章小结21 第H章输送带垂度和阻尼板的仿真分析 23 3.1带式输送机输送带的垂度分析 23 3丄1输送带垂度的理论分析 23 3丄2H维模型的建立 25 3丄3上输送带垂度的有限元分析1 % 3丄4输送带垂度的有限元分析2 28 3.2阻尼板的有限元分析 30 V太原理工大学硕±研究生学位报告 3.3本章小结31 第四章带式输送机系统动力学模型及仿真 33 4.1输送机动为学有限元方程的建立 33 4丄1模型建立的基本假设 33 4丄2带式输送机承载段和回程段模型的建立 33 4丄3拉紫装置的动力学模型 35 4丄4传动滚筒的动力学模型 % 4.1.5带式输送机整机动力学方程 38 4.2数学模型系数矩阵的赋值 39 4.2.1质量矩阵 39 4.2.2刚度矩阵和阻尼矩阵 40 4.2.3外力矩阵 40 4.3带式输送机断带过程的仿真 41 4.3.1Matlab的简介及ODE命令 41 4.3.2矩阵微分方程的变换与求解 42 4.3.3带式输送机断带过程 42 4.4带式输送机断带的实例仿真 43 4.4.1带式输送机实例的基本参数 43 4.4.2不同断带点的分析 43 4.5断带后垂直方向的位移 47 4.6本章小结52 第五章阻尼板防滑效果的分析 53 5.1仿真参数的确定 53 5丄1关于阻尼板所受载荷的讨论分析 53 5丄2阻尼板安装个数的分析 57 5.2带式输送机阻尼板的整机动为学模型 58 5.2.1输送机的建模 % 5.2.2模型材料的属性和初始条件 60 5.2.3载荷的施加 61 VI太原理工大学硕±研究生学位报告 5.3仿真结果与分析 62 5.3.1不同的初速度下阻尼板仿真分析 62 5.3.2不同的输送带倾角下仿真分析 65 5.3.3不同的输送带带宽下仿真分析 67 5.4本章小结69 第六章结论与展望 71 6.1誠71 6.2展望 72