刮板输送机中部槽落煤区冲击损伤特性研究

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我国丰富的煤炭资源为经济发展提供了不竭动力。经济的稳固发展对煤炭开发提出更高的要求,如何在经济环保的前提下提高采煤效率已经成为人类的新挑战。刮板输送机是重要的采煤设备之一,延长刮板输送机的使用寿命是一种行之有效的方法。冲击损伤是刮板输送机的主要失效形式之一,对于刮板输送机冲击损伤的研究是非常必要的,通过研究得出冲击损伤基本规律,这为减小刮板输送机的冲击损伤提供了理论依据。本文从理论和仿真两方面展开研究,内容如下:本文在了解刮板输送机构成的基础上,首先,对国内外冲击损伤基本理论、刮板输送机冲击损伤机理以及虚拟样机技术进行分析总结,明确了中部槽冲击损伤研究对减小中部槽破坏具有重要意义。其次,基于冲击能对中部槽冲击损伤理论,以刮板输送机中部槽落煤区为研究对象,导出冲击损伤公式,通过Ansys显式动力学对冲击能转化率进行求解,得出冲击能转化率为39.6%,这为后续冲击损伤研究提供了理论依据。为了充分认识冲击损伤过程,使用Solidworks软件建立了刮板输送机实体模型,分别探究了单因素和复合因素作用下中部槽落煤区在不同铺设倾角(侧倾角、前倾角)、链间距、煤散料粒径下冲击损伤深度、法向累计接触能量等变化规律。通过矩阵数值分析法对所得到的数据进行分析,以冲击损伤深度和法向累计接触能量作为评价指标,求得相对优组合及各因素所占权重。结果表明:粒度>链间距>侧倾角>前倾角,相对优组合方案为侧倾角5°,前倾角10°,链间距为中双链,粒度为0.5倍基础粒径。为了进一步证实真实性,求得了相对优组合工况下刮板输送机的冲击损伤深度、法向累计接触能量,对冲击过程中的相对优组合进行仿真验证,并通过Ansys分析进一步求得了中部槽应力、应变云图,得出中部槽中间位置受力最大,两侧受力较小的结论。本文对单因素和复合因素工况下中部槽的冲击损伤特性进行探究,形成了较为系统的研究体系,结果也表明了冲击损伤基本规律对刮板输送机的改进及生产工况具有一定的指导作用。
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