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  • 傳動滾筒摩擦傳動的工作原理

    發(fā)布日期:2016-07-12

    帶式輸送機是煤礦生產(chǎn)中的一種主要的運輸設(shè)備,傳動滾筒是其關(guān)鍵部件。帶式輸送機是利用摩擦原理來實現(xiàn)機械傳動的,摩擦力是其驅(qū)動力。為了帶式輸送機的運行,提高其運輸效率,就要增大傳動滾筒的驅(qū)動力。

    本文以提高帶式輸送機的運輸能力為目標,目的在于通過對傳動滾筒包覆層表面結(jié)構(gòu)的,達到增大摩擦驅(qū)動力,實現(xiàn)增摩的作用。

    本文分析了帶式輸送機摩擦傳動的工作原理,了提高傳動裝置驅(qū)動力的途徑,了各種途徑的現(xiàn)場實用性和經(jīng)濟性,確定利用仿生摩擦學原理,采用增大摩擦系數(shù)的方法設(shè)計仿生傳動滾筒。在考慮離心力和膠帶重力的基礎(chǔ)上,建立了滾筒的受力方程,分析了打滑的原因,對條件進行了理論修正,了可行的防止打滑的技術(shù)措施。

    以仿生非光滑理論為依據(jù),從增大摩擦牽引力的角度出發(fā),利用仿生摩擦學理論,設(shè)計了兩種仿生非光滑傳動滾筒包覆層表面結(jié)構(gòu),即凸包形和凹坑形。對設(shè)計的仿生非光滑傳動滾筒包覆層表面結(jié)構(gòu)進行了數(shù)學建模,并對該模型進行了計算機模擬。對古典摩擦定律進行了修正,針對帶式輸送機運轉(zhuǎn)時膠帶與傳動滾筒的接觸特點,分析了仿生傳動滾筒與膠帶之間摩擦系數(shù)的影響因素,在此基礎(chǔ)上建立了摩擦系數(shù)的函數(shù)表達式。根據(jù)凸包形仿生非光滑傳動滾筒的受力特點和包覆層材料的特性,分析了它的增摩機理。采用真空吸附原理,對單個凹坑進行了受力分析,建立了凹坑形仿生非光滑傳動滾筒包覆層凹坑吸盤結(jié)構(gòu)在工作條件下的力學模型,了它的增摩機理,凹坑形仿生非光滑傳動滾筒的摩擦系數(shù)表達式。

    針對選用的包覆層的材料(橡膠),分析了基于不同理論的橡膠本構(gòu)模型的優(yōu)缺點和適用場合。確定了兩種仿生非光滑傳動滾筒的橡膠包覆層的本構(gòu)模型均選用Mooney-Rivlin模型。運用有限元分析方法,對具有幾何非線性(大變形)和材料非線性的仿生非光滑傳動滾筒(凸包形和凹坑形兩種)的受力和變形狀態(tài)進行了,并與普通傳動滾筒進行了比較。

    運用現(xiàn)場試驗了仿生非光滑傳動滾筒包覆層表面單元體分布密度、高度、直徑對摩擦系數(shù)的影響,試驗采用正交多項式回歸設(shè)計,通過試驗了包覆層表面非光滑幾何參數(shù)與摩擦系數(shù)之間的回歸方程,對回歸方程進行優(yōu)化分析了優(yōu)值。試驗驗證和仿真結(jié)果均表明:這兩種仿生非光滑傳動滾筒能增大驅(qū)動力,提高帶式輸送機的運輸能力。普通傳動滾筒與膠帶之間的摩擦系數(shù)一般為0.25,而這兩種仿生傳動滾筒與膠帶之間的摩擦系數(shù)都在0:32以上。但是凹坑形仿生非光滑傳動滾筒隨著實驗時間的增長,其增摩效果受到   的影響,效果不如凸包形仿生非光滑傳動滾筒。
     

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