带式输送机动态特性模拟实验研究

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带式输送机作为散状物料最理想的运输设备而被广泛地应用于各大现代化输送作业之中,其动力学与控制问题伴随着带式输送机朝着大运量、高带速、长运距方向发展而日趋受到各单位重视,尤其是起、制动等阶段所表现出的动态现象更为备受关注。在过渡工况条件下,带式输送机由于外在激励作用易产生较大的纵向振动冲击从而形成很大的动张力,其与静张力叠加将导致粘弹性输送带内局部张力过大或者过小,从而引发重大安全事故,甚至造成巨大的人员和财产损失。由于输送机粘弹性建模和求解过于复杂,大多研究学者采用弹性体连续型或离散型法以及粘弹性离散型法分析带式输送机的动态特性而极少将输送带视作粘弹性体进行连续型建模,使得无法充分考虑输送带的粘性和柔性特点对带式输送机动态特性的影响。本论文提出基于Hamilton原理在广义坐标系中建立不同加速度激励形式下头部驱动尾部液压恒力自动张紧的带式输送机系统粘弹性连续型动态特性方程,并根据杜汉梅耳原理经边界齐次化和分离变量后对连续模型求其近似解析解,从而推导出带式输送机以不同加速度形式进行起动时输送带动加速度和动张力响应的表达式。同时,利用MATLAB软件对带式输送机承载分支在不同加速度形式下以不同起动时间进行起动时其动加速度与动张力响应的变化规律进行计算机仿真研究,从而得到了带式输送机最佳起动方式和起动时间控制策略,有效地限制了带式输送机起动阶段振动冲击,在一定程度上降低了输送带的动张力,减小了事故发生的概率。最后,在搭建带式输送机模拟系统的基础上,对带式输送机在起动工况下加速度和张力展开动态实验研究,得到了延长起动时间可以有效保证带式输送机系统起动的平稳性并降低输送带张力,进一步证明了理论分析和仿真研究的正确性。
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