带式输送机胶带在煤炭运输过程中,不断与驱动滚筒、托辊以及煤料等产生摩擦。因此,胶带在使用一段时间后将出现磨损、损坏等现象。为了保证煤矿的安全高效生产,带式输送机胶带需要不定期进行检查与更换。目前更换胶带的方法主要有人工换带与机械换带两种,人工换带方法的不足在于新胶带的铺设与旧胶带的收卷不同步,而且存在较高的危险性;机械换带方法的缺点则是准备工作复杂且换带过程不连续。而且两种换带方法所需的时间均较长,换带时间的长短直接影响煤矿的经济效益,因此研究一种能够实现拉带、送带、卷带同步进行的快速换带装置,对实现煤矿安全、高效生产具有极其重要的意义。本课题在通过现场考察以及资料查阅的基础上,分析了现有装置的优缺点,提出了快速换带装置应具备的功能和要解决的问题,并确定了快速换带装置的方案。利用现代设计方法,运用Solidworks软件建立了快速换带装置的三维模型,并利用ANSYS软件对快速换带系统中的步进小车夹板和机架进行了有限元分析及结构优化,其次在ADAMS软件中建立了快速换带装置的虚拟样机,对其进行动力学仿真分析,从仿真结果可以看出,步进小车的送带速度、夹紧力等指标均与最初设计相符合,该动力学仿真结果对后续的进一步设计提供了参考。最后,通过ADAMS软件与AMEsim液压仿真软件对快速换带系统中的一个步进小车进行了机-液联合仿真,从结果可以得出步进小车在液压驱动下的运动特性,表明各液压元件的流量、压力等变化均与预期相符,进一步验证了理论设计的正确性,也为下一步的工业实验奠定了基础。研究表明,该套系统被应用到煤矿行业,可以安全、可靠、快速地更换带式输送机胶带,且能够极大地提高煤矿经济效益。