大型礦用帶式輸送機盤式制動器熱-結(jié)構(gòu)耦合分析.pdf

1、隨著帶式輸送機和煤礦生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，長距離、大運量、大功率和高帶速的帶式輸送機越來越多用于煤礦生產(chǎn)，輸送機制動性能好壞直接影響著制動安全和可靠性。盤式制動器制動失效主要是熱疲勞損傷引起的，因此對帶式輸送機制動盤制動過程中溫度場、應(yīng)力場分析，對制動器的設(shè)計優(yōu)化、熱疲勞研究具有重要意義。本文用有限元分析軟件ANSYS對某輸煤專線201皮帶的盤式制動器進行了熱-結(jié)構(gòu)耦合分析。主要研究內(nèi)容包括:
　　 (1)介紹了制動器溫度場應(yīng)力場的研

2、究現(xiàn)狀和熱-結(jié)構(gòu)耦合的基本理論，主要包括熱傳遞方式、熱傳導(dǎo)微分方程的建立及定解條件和熱-結(jié)構(gòu)耦合分析的有限元理論。根據(jù)制動盤的設(shè)計尺寸建立其有限元模型，確定材料的相關(guān)參數(shù)，確定熱載荷和邊界條件。
　　 (2)根據(jù)輸送機系統(tǒng)的實際工況確定正常制動工況、全程載煤系統(tǒng)突然斷電、只在下運段載煤系統(tǒng)突然斷電三種制動工況的制動參數(shù)，對制動盤在三種工況下的溫度場進行了仿真分析并對三種工況仿真結(jié)果進行對比分析，結(jié)果表明三種工況下盤摩擦表面溫度變

3、化趨勢相同，都是先升高后降低，在全程載煤系統(tǒng)突然斷電工況下制動盤溫升最高。通過對試驗臺架制動盤溫度場仿真分析與紅外測溫結(jié)果對比，間接驗證了溫度場仿真分析方法的可信性。分析了材料不同熱物理參數(shù)對溫度場的影響。設(shè)計了兩種不同結(jié)構(gòu)的制動盤:筋板式結(jié)構(gòu)和孔式結(jié)構(gòu)，分別考察了其溫度場，結(jié)果表明筋板式結(jié)構(gòu)更有利于通風(fēng)散熱，但設(shè)計時要同時考慮結(jié)構(gòu)的通風(fēng)散熱和鋼材體積大小對溫度場的影響。
　　 (3)采用熱-結(jié)構(gòu)順序耦合法仿真分析了制動盤在正常