盤式制動(dòng)器摩擦副熱結(jié)構(gòu)耦合及模態(tài)分析.pdf

1、隨著煤礦開采的深入發(fā)展，帶式輸送機(jī)已經(jīng)作為煤礦運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備而被廣泛應(yīng)用，其制動(dòng)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接影響著輸送機(jī)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定，進(jìn)而直接影響煤礦開采的順利運(yùn)行。其中，盤式制動(dòng)器由于其結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)散熱較快而成為帶式輸送機(jī)的主要制動(dòng)裝置，其摩擦副在制動(dòng)過程中所體現(xiàn)出來的熱結(jié)構(gòu)耦合效應(yīng)成為影響盤式制動(dòng)器振動(dòng)、噪聲以及熱疲勞的主要因素，因此對(duì)盤式制動(dòng)器進(jìn)行熱力耦合分析有重要意義。
　　本文首先介紹了盤式制動(dòng)器的研究現(xiàn)狀和熱

2、結(jié)構(gòu)耦合分析的相關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上，完成摩擦副的三維簡化建模并通過ANSYSWorkbench有限元分析平臺(tái)完成其制動(dòng)過程的仿真模擬，揭示了制動(dòng)過程中的溫度場、應(yīng)力場的分布變化規(guī)律及相關(guān)原因。分析了制動(dòng)盤溫度、應(yīng)力沿軸向和徑向的變化趨勢，探討不同影響因素變化（初速度、制動(dòng)時(shí)間、摩擦系數(shù)、材料密度）對(duì)其最高溫度變化的影響。仿真結(jié)果表明：制動(dòng)盤和閘瓦的各點(diǎn)溫度均表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，制動(dòng)盤摩擦區(qū)域的節(jié)點(diǎn)溫度曲線由于熱流輸入和對(duì)流換熱的交

3、替進(jìn)行而表現(xiàn)為鋸齒狀波動(dòng)，不同作用因素對(duì)最高溫度變化影響各有不同，摩擦副應(yīng)力主要變現(xiàn)為熱應(yīng)力且應(yīng)力場變化分布則與溫度場高度相似。
　　通過搭建盤式制動(dòng)工業(yè)試驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了制動(dòng)盤正常制動(dòng)工況下的溫度變化以徑向分布規(guī)律。探討了摩擦系數(shù)的影響因素并通過CFT摩擦磨損特性試驗(yàn)儀分析不同初始轉(zhuǎn)速和不同制動(dòng)時(shí)間下瞬時(shí)摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。
　　研究了盤式制動(dòng)器的振動(dòng)模態(tài)并通過提取其制動(dòng)盤和機(jī)架的前8階模態(tài)頻率進(jìn)行對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上，