基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的新型礦山防跑車限速車輪設(shè)計(jì).pdf

1、礦山生產(chǎn)中頻發(fā)的重大安全事故之一，是由各種原因引起的“跑車事故”，特別是發(fā)生在大坡度、長距離坡道上的重載礦車跑車事故。高速運(yùn)行的重載“跑車”沖擊能量大，會(huì)給現(xiàn)場人員、設(shè)備安全造成嚴(yán)重威脅。有統(tǒng)計(jì)表明，斜巷運(yùn)輸事故次數(shù)占窄軌運(yùn)輸事故的48％，斜巷運(yùn)輸跑車事故的次數(shù)占斜巷運(yùn)輸事故的66.6%[1,2,3]。
　　目前，為大多數(shù)礦山所普遍采用的防跑車技術(shù)為“一坡三擋”技術(shù)，簡單概括即為利用“跑車”的動(dòng)能觸發(fā)阻車器阻擋跑車，或用傳感器測量

2、牽引礦車的鋼絲繩的壓力或者礦車本身的運(yùn)行速度判斷是否發(fā)生“跑車事故”并設(shè)置安全擋車器阻擋“跑車”。
　　山東科技大學(xué)和兗州魯煤礦山機(jī)械廠等單位聯(lián)合開發(fā)了一種新型的防跑車設(shè)備，此產(chǎn)品與原有的防跑車設(shè)備相比，具有以下突出特點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控礦車運(yùn)行速度。不論是否發(fā)生“跑車”，礦車始終運(yùn)行在安全的速度范圍內(nèi)，而且結(jié)構(gòu)簡單，使用和維修方便，而且價(jià)格低廉，性能可靠，重量輕體積小。該項(xiàng)目已被列為國家安監(jiān)總局重點(diǎn)科技項(xiàng)目。
　　本文

3、首先提出了速度反饋控制原理，根據(jù)此原理對(duì)一款MGC1.7-6煤礦用固定箱式礦車用防跑車車輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后使用Pro/E軟件對(duì)其進(jìn)行三維建模，建立了車輪制動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)微分方程，對(duì)其制動(dòng)過程進(jìn)行了簡要分析。
　　由于機(jī)車實(shí)際運(yùn)行中不可避免地在各種沖擊作用下產(chǎn)生振動(dòng)，而且車輪與鋼軌在很高的壓力作用下都會(huì)產(chǎn)生一定的變形，造成車輪踏面與輪軌面間實(shí)際是復(fù)雜的、不規(guī)則的面接觸而非理想的點(diǎn)接觸，而且由于加工制造誤差的存在，車輪踏面也不是理想

4、的圓錐形。所以車輪在鋼軌上滾動(dòng)的同時(shí)必然伴隨著微量的縱向和橫向滑動(dòng)，實(shí)際不是純粹的“靜摩擦狀態(tài)”，而是“靜中有微動(dòng)”或“滾中有微滑”[4]。
　　在此情況下，一方面，依據(jù)傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論設(shè)計(jì)的限速制動(dòng)機(jī)構(gòu)與依據(jù)真實(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)設(shè)計(jì)必然存在誤差，而且誤差的大小很難用精確的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行描述；另一方面，限速過程中構(gòu)件的各個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)測量起來也是非常不方便的，造成樣機(jī)的改進(jìn)沒有參考依據(jù)。
　　為了解決以上問題，本文采用國際上流行的