基于虛擬樣機技術的新型礦山防跑車限速車輪設計.pdf

1、礦山生產中頻發(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。高速運行的重載“跑車”沖擊能量大，會給現(xiàn)場人員、設備安全造成嚴重威脅。有統(tǒng)計表明，斜巷運輸事故次數(shù)占窄軌運輸事故的48％，斜巷運輸跑車事故的次數(shù)占斜巷運輸事故的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為“一坡三擋”技術，簡單概括即為利用“跑車”的動能觸發(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行速度判斷是否發(fā)生“跑車事故”并設置安全擋車器阻擋“跑車”。
　　山東科技大學和兗州魯煤礦山機械廠等單位聯(lián)合開發(fā)了一種新型的防跑車設備，此產品與原有的防跑車設備相比，具有以下突出特點：可以實現(xiàn)主動實時監(jiān)控礦車運行速度。不論是否發(fā)生“跑車”，礦車始終運行在安全的速度范圍內，而且結構簡單，使用和維修方便，而且價格低廉，性能可靠，重量輕體積小。該項目已被列為國家安監(jiān)總局重點科技項目。
　　本文

3、首先提出了速度反饋控制原理，根據(jù)此原理對一款MGC1.7-6煤礦用固定箱式礦車用防跑車車輪進行了結構設計，然后使用Pro/E軟件對其進行三維建模，建立了車輪制動時的動力學微分方程，對其制動過程進行了簡要分析。
　　由于機車實際運行中不可避免地在各種沖擊作用下產生振動，而且車輪與鋼軌在很高的壓力作用下都會產生一定的變形，造成車輪踏面與輪軌面間實際是復雜的、不規(guī)則的面接觸而非理想的點接觸，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的同時必然伴隨著微量的縱向和橫向滑動，實際不是純粹的“靜摩擦狀態(tài)”，而是“靜中有微動”或“滾中有微滑”[4]。
　　在此情況下，一方面，依據(jù)傳統(tǒng)動力學理論設計的限速制動機構與依據(jù)真實運動狀態(tài)設計必然存在誤差，而且誤差的大小很難用精確的數(shù)學方程進行描述；另一方面，限速過程中構件的各個運動學、動力學參數(shù)測量起來也是非常不方便的，造成樣機的改進沒有參考依據(jù)。
　　為了解決以上問題，本文采用國際上流行的