可摘桂式抱索器結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能優(yōu)化研究.pdf

1、本文針對重力式抱索器自身較重、體積大、在脫繩時容易卡死、不能進(jìn)行斜坡轉(zhuǎn)彎、鉸孔容易開裂等缺點和不足，以及設(shè)計理論體系的不完整，研究抱索器的運動特點及結(jié)構(gòu)特征，提出其核心部件的四桿機構(gòu)工作原理。為設(shè)計抱索器抱緊力，采用杠桿比衡量抱索器四桿機構(gòu)的增力效果，進(jìn)而確定抱索器關(guān)鍵零件的有效尺寸。為保證抱索器抱繩的穩(wěn)定性，又能在脫繩時靈活自如，采用包形系數(shù)衡量其作用效果，通過鉗口理論，設(shè)計抱索器的包形角。增設(shè)輪架和摩擦板，為抱索器脫繩后在軌道上的運

2、行提供平衡支撐和動力。最后，通過仿真分析和實驗研究論證設(shè)計理論的可靠性，為抱索器的開發(fā)和設(shè)計提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
　　 針對可摘掛式抱索器系統(tǒng)特性要求，采用Pro/E進(jìn)行數(shù)字樣機裝配并檢查裝配精度，為抱索器的優(yōu)化設(shè)計提供尺寸設(shè)計依據(jù)和裝配數(shù)據(jù)。利用Pro/Mechanical平臺對抱索器進(jìn)行運動分析，檢測抱索器各個零件的運動狀態(tài)以及是否存在空間干涉和運動過度現(xiàn)象，為抱索器活動抱卡的張開角度提供三維數(shù)據(jù)，確保抱索器運動性能的實

3、現(xiàn)。通過ANSYS仿真模態(tài)分析，提取抱索器的模態(tài)參數(shù)，改善抱索器結(jié)構(gòu)布置和尺寸，提高易引起共振的低階固有頻率，減少因振動對抱索器零部件造成的損壞，確保抱索器安全穩(wěn)定運行。再運用ANSYS應(yīng)力應(yīng)變仿真模塊，研究應(yīng)力應(yīng)變的分布規(guī)律，對活動抱卡應(yīng)力集中的危險部位（鉸孔和內(nèi)外抱體連接處），采用增厚或增大過度角等安全設(shè)計手段減小應(yīng)力集中，保證抱索器的危險截面的可靠性。
　　 實驗研究中引入間接測力概念，通過測定抱索器抱緊鋼塊的變形，獲得鋼

4、塊所受壓力即為抱索器抱緊力，經(jīng)過反復(fù)測試，求得抱索器平均杠桿比，驗證設(shè)計理論的可靠性。通過抱索器試驗?zāi)B(tài)，對抱索器低階自然頻率的測定，驗證抱索器結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性，以及仿真模態(tài)分析時邊界條件設(shè)定的合理性。借助應(yīng)變實驗，測試抱索器內(nèi)外抱體關(guān)鍵部位（抱實和鉸孔）的應(yīng)變量，對仿真中應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律進(jìn)行校驗，確定抱索器核心零部件的危險截面，并優(yōu)化危險截面的承載能力。
　　 本文對可摘掛式抱索器從理論、仿真到實驗進(jìn)行系統(tǒng)性的分析研究，為抱索