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随着带式输送机和煤矿生产技术的发展,长距离、大运量、大功率和高带速的带式输送机越来越多用于煤矿生产,输送机制动性能好坏直接影响着制动安全和可靠性。盘式制动器制动失效主要是热疲劳损伤引起的,因此对带式输送机制动盘制动过程中温度场、应力场分析,对制动器的设计优化、热疲劳研究具有重要意义。本文用有限元分析软件ANSYS对某输煤专线201皮带的盘式制动器进行了热-结构耦合分析。主要研究内容包括:(1)介绍了制动器温度场应力场的研究现状和热-结构耦合的基本理论,主要包括热传递方式、热传导微分方程的建立及定解条件和热-结构耦合分析的有限元理论。根据制动盘的设计尺寸建立其有限元模型,确定材料的相关参数,确定热载荷和边界条件。(2)根据输送机系统的实际工况确定正常制动工况、全程载煤系统突然断电、只在下运段载煤系统突然断电三种制动工况的制动参数,对制动盘在三种工况下的温度场进行了仿真分析并对三种工况仿真结果进行对比分析,结果表明三种工况下盘摩擦表面温度变化趋势相同,都是先升高后降低,在全程载煤系统突然断电工况下制动盘温升最高。通过对试验台架制动盘温度场仿真分析与红外测温结果对比,间接验证了温度场仿真分析方法的可信性。分析了材料不同热物理参数对温度场的影响。设计了两种不同结构的制动盘:筋板式结构和孔式结构,分别考察了其温度场,结果表明筋板式结构更有利于通风散热,但设计时要同时考虑结构的通风散热和钢材体积大小对温度场的影响。(3)采用热-结构顺序耦合法仿真分析了制动盘在正常制动工况的应力场,并对三种工况下的应力场进行对比分析。结果表明盘各节点应力变化趋势和温度变化趋势基本一致,盘表面摩擦区域应力最大;正常制动工况下,制动安全,系统突然断电的另外两种工况盘的最大应力超过材料的屈服极限,是危险的工况,可能使制动盘产生热疲劳损伤而导致制动失效。