带式输送机动态分析及软件进展研究
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摘 要: 对于大型带式输送机必须采用较为精确的动力学分析方法。而动态分析非常复杂,且不易
掌握, 需要专门的分析软件— 带式输送机动态分析软件。 本文结合国内外带式输送机动态分析方面的
研究现状 ,综述了国内外带式输送机动态分析软件的研制概况 ,介绍了带式输送机动态设计理论及研究 范围,分析了动态分析软件的特点及作用。 ‘ 关键词: 带式输送机 ;动态分析;软件
中图分类号: D 2. T 581
文献标识码:A
文章编号: 04 01(07 7 04 4 10一45 20)0一06一0
R sac n ee P n o te ot a a d eerha ddvl met f h sf r n o we
d n mi n ls o bl cn eo y a ca ayi f e o vy r s t
学院[ ,对输送带和带式输送机的动力学模型的 l j
研究 ;③上海交通大学、太原重型机械学院,对带 式输送机胶带的粘弹性及整机运动的动态过程的研 究;④辽宁工程技术大学,对带式输送机受料处的 动载荷的研究 ;⑤中国矿业大学 ,对恒张力 自动张 紧系统的研究等。 3 ,带式输送机动态设计 ,理论和研究范围 带式输送机动态设计即是将输送带按粘弹性体 的力学性质,综合计人驱动装置的启制动特性、各 运动体的质量分布、线路各区段的坡度变化、各种
澳大利亚的带式输送机软件 H LXdh一S E e a , I T
该软件的技术研究与发展开始于 19 年,现在世 92 界上已有很多的 dl 一 e t T用户。新版本的 dl一 S a e tT a 动态分析模块,包括如下功能:①可以进行启制动 过程的仿真 ;②可以进行输送带 弹性体动力学计 算 ;③可以输出在启制动时输送线上不同点、不同 工况的带速、动张力及拉紧行程等详细图形等。
设计方法 设计的 送机可能出 动 输 现的 态危险和 不安
全之处 ,提出改进和调整措施 ,确定优化设计和控
带弯曲理论和带式输送机启、制动时瞬时弹性力的
分析方法。同年 ,美国的 N dn和 G d 发表 了 r oe z oa 第一篇关于质量一 弹簧模型 的论文,题 目为 “ 启、
制参数[ 。 ‘ 2 〕
2 I s iu eo mehn a si c adeg er go J LnU i r t,Y n 1 3 D ,C ia) . n tt t f cai Ic ne n n i ei f i i n es y a i 3 0 2 hn c e n n v i j
A t c: nodr oaa e h dnr c hr t o bl o vyr acrt me dfr y a c e I re t nls te y a ica c r f e cn eo, cuae to o dnmid- sa br t y n a e t h
输送机的动态特性 ,主要反映在胶带的纵向振 动、横向振动、侧 向振动、托辊及滚筒 的旋转振 动、机架振动、物料 的冲击振动、基础振动等方 面。定量的研究这些振动及它们之间的关系非常困 难 ,而且也没有必要。影响带式输送机工作性能 的,主要是与胶带有直接联系的振动,即胶带的纵 向振动、横向振动和侧向振动。 带式输送机动态过程所研究的范围,涉及到所 有部件和过渡工况下可能出现的各种问题 ,它包 括:对过渡工况的动态响应分析、输送带的力学特 性、各种装置对起制动特性的影响及对系统建立动
21 国外的研究发展概况 . 国外对带式输送机的研究从 2 世纪 5 年代开 0 0 始,一些采矿业和运输业 比较发达的国家,如德 国、美国、澳大利亚 、波兰等,都进行过大量的理 论分析与试验研究。 0 2 世纪 ,在带式输送机动力学研究上,作为
代表性的主要人物有: 年代前苏联的n Ka 0 6 H T a po B 和 八 ope M T二B以及 6 一7 0 0年代德国的 Vei 、 ilg rn M t g Oh e、Fne ai 、 em n uk 等人; 0 l n 8 年代澳大利 亚的 A H r i [、美国的 N re〔、波兰的 . a s n〕 ro , o l〕 dl 2 T W.u巨等人;9 . zr] 3 0年代荷兰的 Ldw j [、 oeik ‘ s〕
式输送机回转系统的动力学模型分析,动态运动方
程的建立及其方程的解法 ;③驱动系统动态特性研 究 ;④带式输送机总体特性的分析研究 ;⑤胶带横 向弯曲特性的理论研究及测试 ;⑥动态特性的测试 与试验研究 ;⑦带式输送机动态特性研究及动态设
态模型等[ 。 ‘ 3 〕 4 国内外动态分析软件研制状况
4 1 国外研制状况 . 目前 ,美国、法国、澳大利亚、意大利等国在 动态分析研究方面已经达到国际领先地位,他们分 别开发研制了动态分析软件 ,并在大型带式输送机 设计中发挥着重要的作用。 16 年,由美国 C I 97 D 公司开发研制的 B L - ET
SA T T和 B L F E ,经过近 4 年的研制与开 ETLX 0 发,目 前已有 2 多个国家的工程师利用这个软件 0
设计包括大型的各种各样的带式输送机系统,它是 易于维护 的世界上 比较 出色 的软件包。B L - ET
起来有:①源自文库安矿业学院图、东北大学[ 、煤炭 0 l 〕
科学研究总院上海分院、北京煤炭设计研究 院等, 对带式输送机在启 、制动等非稳定工况下的动态响 应的研究 ;②东北大学、上海交通大学、山东矿业
计的经济性与可行性阁。 22 国内的研究发展概况 . 在国内,由于缺乏大型带式输送机的设计和使
用经验,动态分析研究起步较晚困。约从 8 年代 0
初开始 ,陆续有对带式输送机动态分析方面的研 究。尤其是进人到 9 年代 ,很多研究机构人员都 0 投人到动态分析研究上。国内有关研究单位有东北 大学、煤炭科学研究总院上海分 院、中国矿业大 学、上海交通大学、太原重型机械学院、辽宁工程 技术大学、西安矿业学院等。进行的主要项 目归纳
S A v. 已经达到获取以下的结果: TT 0 7 ①带宽和速 度;②带张力的核算;③重锤拉紧;④驱动电机的
功率核算 ;⑤驱动电机起动特性 ;⑥托辊规格及间 隔;⑦滚筒和轴、轴承的设计 ;⑧垂直面上弯曲半 径和相应的特殊托辊 的间隔;⑨制动装置尺寸等 等,并且增加了很多新的功能。B L F E E T L X能模 拟带式输送机启、制动期间的瞬时动态特性。
中 国 矿 业
H LXd a h 一 E I e T软件已经在世界上超过 2 个 5 国家,得到应用 1 多年 了,有数百台实际的输送 0 装置证明了它的价值,最新的 H LXdl一 版 E I e t TS a
本给输送机设计带来更多的便利。
院博士生,研究方向:现代设计理论。
加拿大的T5G lik5 ..o ss[等。 on l 〕
第7 期
朴香兰等 :带式输送机动态分析及软件进展研究
2 世纪 6 年代,首先由前苏联的 f HpTB 0 0 l Ka a o
运行阻力、输送带的初始张力、带式输送机的挠度
和且 Hp , MToB 在简化的力学模型上进行解析分析,
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vI m n o te otae fh ct oy nrdc te hoy fh dnmc ei o blcne ss e p et fh sf r o ti a gr,i oueh ter o t ya ids n f e o v卯r y- o w s e t e g t t adi s p , n nl e h ca c r n u co fo e ot ae e n t c e adaa s te hr t adfnt no sm sf r. m s o y ae i w K y od bl ovyr ya iaa s ;sf r : e cneo;dnmc nl i ot a e wr s t ys w e
1 引言
在过去的 0 3 一4 年 中,带式输送机取得了很 0 大的发展。而带式输送机随着向长距离、高带速、 大功率方向发展 ,动态分析方法越来越受到研究人 员的重视。由于长距离、大运量、布置复杂的带式 输送机,其动力学特性更为复杂且重要,采用刚体 动力学方法进行分析 ,其精度已不能满足实际工程 的需要。因此,对于大型带式输送机,必须采用较 为精确的动力学分析方法。而动态分析非常复杂, 且不易掌握,需要专门的分析软件。国外在动态分 析研究方面开展得比较早 ,动态分析理论与研制的 软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需;而 我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距。为 了尽快弥补这一差距 ,赶超世界的水平 ,要加大动
提出了第一个带式输送机非稳定状态运行期间动态 分析的计算公式。7 年代 中期 ,德 国汉诺威工业 0 大学的 F n e u k 发表博士论文,主要研究了钢绳芯 带的动态特性。18 94年 3月 ,Har o r sn的博士论 i 文 “ 动态测量与钢丝绳芯带的分析” ,论述 了输送
变化以及拉紧装置的形式、位置、张紧力等因素的 作用 ,建立输送机动力学数学模型,求得输送机在 启制动过程中,输送带上的不同点随时间的推移所 发生的速度、加速度和张力的变化,预报传统静态
PI AO Xin l , ,WAN G oq nZ ag a , G u i g ,Y EY n i g - a U a o Z J - n - n2
t n a n v r ly, a 1 3 0 , hn ; ( . I si t fe gl e l rfg o 1 n t u eo n l e l fya Bin u le st Y ni 3 0 2 C ia j
收稿 日期 : 0 7 4 5 20 一0 一1 作者简介:朴香兰 (9 一) 16 4 ,朝鲜族 ,副教授,吉林大学机械学
态分析研究方面的力度及增加投人 ,研制出更加完 善而功能强大、实用的动态分析软件。所以,了解 和掌握国内外带式输送机动态分析软件方面的进展 及研究动态是非常必要的。 2 国内外带式输送机动态分析研究发展概况
s nsol e dpe. h poes f ya i aa s ia as xrm l o p xadpr r e ii i hu g db aot T e rcs o dnm c nl i s l y et e m 1 n e om dd f d ys w e yc e f f- cly s h sei sf ae a e eu e sf ae r ya i aa s o B 1cneo. h ppr u l, ote pc lot r m yb r i d ot r f d nm c nl i f e ovyrT i ae t a w qr - w o ys t s
第 1 卷第 7 6 期 20 年 7 07 月
中
国
矿
业
Vo. 6 No 7 l1 .
CHI NA M I NG M AGAZI NI NE
Jl uy
2 0 0 7
带式输送机动态分析及软件进展研究
朴香兰‘, , 王国强 , 2 2 岳彦炯 2
1 (.延边大学工学院,延吉 130 ; .吉林大学机械科学与工程学院,吉林 延吉 130 302 2 302)
制动时的瞬时张力和有限元法仿真弹力特性” 困。 19 年,荷兰的 G L dw k川发表了一篇文章 99 . oe i j s
“ 高带速输送机设计” 。 近年来 ,在国际上也掀起输送机动力学研究热 潮。根据最近的文献资料 ,可以把研究 内容主要集 中在以下几个方面 :①胶带材料特性的研究 ;②带
掌握, 需要专门的分析软件— 带式输送机动态分析软件。 本文结合国内外带式输送机动态分析方面的
研究现状 ,综述了国内外带式输送机动态分析软件的研制概况 ,介绍了带式输送机动态设计理论及研究 范围,分析了动态分析软件的特点及作用。 ‘ 关键词: 带式输送机 ;动态分析;软件
中图分类号: D 2. T 581
文献标识码:A
文章编号: 04 01(07 7 04 4 10一45 20)0一06一0
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学院[ ,对输送带和带式输送机的动力学模型的 l j
研究 ;③上海交通大学、太原重型机械学院,对带 式输送机胶带的粘弹性及整机运动的动态过程的研 究;④辽宁工程技术大学,对带式输送机受料处的 动载荷的研究 ;⑤中国矿业大学 ,对恒张力 自动张 紧系统的研究等。 3 ,带式输送机动态设计 ,理论和研究范围 带式输送机动态设计即是将输送带按粘弹性体 的力学性质,综合计人驱动装置的启制动特性、各 运动体的质量分布、线路各区段的坡度变化、各种
澳大利亚的带式输送机软件 H LXdh一S E e a , I T
该软件的技术研究与发展开始于 19 年,现在世 92 界上已有很多的 dl 一 e t T用户。新版本的 dl一 S a e tT a 动态分析模块,包括如下功能:①可以进行启制动 过程的仿真 ;②可以进行输送带 弹性体动力学计 算 ;③可以输出在启制动时输送线上不同点、不同 工况的带速、动张力及拉紧行程等详细图形等。
设计方法 设计的 送机可能出 动 输 现的 态危险和 不安
全之处 ,提出改进和调整措施 ,确定优化设计和控
带弯曲理论和带式输送机启、制动时瞬时弹性力的
分析方法。同年 ,美国的 N dn和 G d 发表 了 r oe z oa 第一篇关于质量一 弹簧模型 的论文,题 目为 “ 启、
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输送机的动态特性 ,主要反映在胶带的纵向振 动、横向振动、侧 向振动、托辊及滚筒 的旋转振 动、机架振动、物料 的冲击振动、基础振动等方 面。定量的研究这些振动及它们之间的关系非常困 难 ,而且也没有必要。影响带式输送机工作性能 的,主要是与胶带有直接联系的振动,即胶带的纵 向振动、横向振动和侧向振动。 带式输送机动态过程所研究的范围,涉及到所 有部件和过渡工况下可能出现的各种问题 ,它包 括:对过渡工况的动态响应分析、输送带的力学特 性、各种装置对起制动特性的影响及对系统建立动
21 国外的研究发展概况 . 国外对带式输送机的研究从 2 世纪 5 年代开 0 0 始,一些采矿业和运输业 比较发达的国家,如德 国、美国、澳大利亚 、波兰等,都进行过大量的理 论分析与试验研究。 0 2 世纪 ,在带式输送机动力学研究上,作为
代表性的主要人物有: 年代前苏联的n Ka 0 6 H T a po B 和 八 ope M T二B以及 6 一7 0 0年代德国的 Vei 、 ilg rn M t g Oh e、Fne ai 、 em n uk 等人; 0 l n 8 年代澳大利 亚的 A H r i [、美国的 N re〔、波兰的 . a s n〕 ro , o l〕 dl 2 T W.u巨等人;9 . zr] 3 0年代荷兰的 Ldw j [、 oeik ‘ s〕
式输送机回转系统的动力学模型分析,动态运动方
程的建立及其方程的解法 ;③驱动系统动态特性研 究 ;④带式输送机总体特性的分析研究 ;⑤胶带横 向弯曲特性的理论研究及测试 ;⑥动态特性的测试 与试验研究 ;⑦带式输送机动态特性研究及动态设
态模型等[ 。 ‘ 3 〕 4 国内外动态分析软件研制状况
4 1 国外研制状况 . 目前 ,美国、法国、澳大利亚、意大利等国在 动态分析研究方面已经达到国际领先地位,他们分 别开发研制了动态分析软件 ,并在大型带式输送机 设计中发挥着重要的作用。 16 年,由美国 C I 97 D 公司开发研制的 B L - ET
SA T T和 B L F E ,经过近 4 年的研制与开 ETLX 0 发,目 前已有 2 多个国家的工程师利用这个软件 0
设计包括大型的各种各样的带式输送机系统,它是 易于维护 的世界上 比较 出色 的软件包。B L - ET
起来有:①源自文库安矿业学院图、东北大学[ 、煤炭 0 l 〕
科学研究总院上海分院、北京煤炭设计研究 院等, 对带式输送机在启 、制动等非稳定工况下的动态响 应的研究 ;②东北大学、上海交通大学、山东矿业
计的经济性与可行性阁。 22 国内的研究发展概况 . 在国内,由于缺乏大型带式输送机的设计和使
用经验,动态分析研究起步较晚困。约从 8 年代 0
初开始 ,陆续有对带式输送机动态分析方面的研 究。尤其是进人到 9 年代 ,很多研究机构人员都 0 投人到动态分析研究上。国内有关研究单位有东北 大学、煤炭科学研究总院上海分 院、中国矿业大 学、上海交通大学、太原重型机械学院、辽宁工程 技术大学、西安矿业学院等。进行的主要项 目归纳
S A v. 已经达到获取以下的结果: TT 0 7 ①带宽和速 度;②带张力的核算;③重锤拉紧;④驱动电机的
功率核算 ;⑤驱动电机起动特性 ;⑥托辊规格及间 隔;⑦滚筒和轴、轴承的设计 ;⑧垂直面上弯曲半 径和相应的特殊托辊 的间隔;⑨制动装置尺寸等 等,并且增加了很多新的功能。B L F E E T L X能模 拟带式输送机启、制动期间的瞬时动态特性。
中 国 矿 业
H LXd a h 一 E I e T软件已经在世界上超过 2 个 5 国家,得到应用 1 多年 了,有数百台实际的输送 0 装置证明了它的价值,最新的 H LXdl一 版 E I e t TS a
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在过去的 0 3 一4 年 中,带式输送机取得了很 0 大的发展。而带式输送机随着向长距离、高带速、 大功率方向发展 ,动态分析方法越来越受到研究人 员的重视。由于长距离、大运量、布置复杂的带式 输送机,其动力学特性更为复杂且重要,采用刚体 动力学方法进行分析 ,其精度已不能满足实际工程 的需要。因此,对于大型带式输送机,必须采用较 为精确的动力学分析方法。而动态分析非常复杂, 且不易掌握,需要专门的分析软件。国外在动态分 析研究方面开展得比较早 ,动态分析理论与研制的 软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需;而 我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距。为 了尽快弥补这一差距 ,赶超世界的水平 ,要加大动
提出了第一个带式输送机非稳定状态运行期间动态 分析的计算公式。7 年代 中期 ,德 国汉诺威工业 0 大学的 F n e u k 发表博士论文,主要研究了钢绳芯 带的动态特性。18 94年 3月 ,Har o r sn的博士论 i 文 “ 动态测量与钢丝绳芯带的分析” ,论述 了输送
变化以及拉紧装置的形式、位置、张紧力等因素的 作用 ,建立输送机动力学数学模型,求得输送机在 启制动过程中,输送带上的不同点随时间的推移所 发生的速度、加速度和张力的变化,预报传统静态
PI AO Xin l , ,WAN G oq nZ ag a , G u i g ,Y EY n i g - a U a o Z J - n - n2
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收稿 日期 : 0 7 4 5 20 一0 一1 作者简介:朴香兰 (9 一) 16 4 ,朝鲜族 ,副教授,吉林大学机械学
态分析研究方面的力度及增加投人 ,研制出更加完 善而功能强大、实用的动态分析软件。所以,了解 和掌握国内外带式输送机动态分析软件方面的进展 及研究动态是非常必要的。 2 国内外带式输送机动态分析研究发展概况
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第 1 卷第 7 6 期 20 年 7 07 月
中
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带式输送机动态分析及软件进展研究
朴香兰‘, , 王国强 , 2 2 岳彦炯 2
1 (.延边大学工学院,延吉 130 ; .吉林大学机械科学与工程学院,吉林 延吉 130 302 2 302)
制动时的瞬时张力和有限元法仿真弹力特性” 困。 19 年,荷兰的 G L dw k川发表了一篇文章 99 . oe i j s
“ 高带速输送机设计” 。 近年来 ,在国际上也掀起输送机动力学研究热 潮。根据最近的文献资料 ,可以把研究 内容主要集 中在以下几个方面 :①胶带材料特性的研究 ;②带