带式输送机动力学及其计算机仿真的研究.pdf

第39卷第9期 机械 工程学报 2003 ENGINEERING 2003午9月 CHINESEJOURNALOFMECHANlCAL Sep 带式输送机动力学及其计算机仿真的研究+ 宋伟刚柳洪义 (东北大学机械1二程与自动化学院沈阳110004) 干 鹰 f太原重型机械学院) 摘要：针对人型带式输送机动态设计问题，建立了起动和停机过程的动力学模型，其特点是综合考虑了阻力的作 用、输送带为粘弹性、拉紧装置分为2自血度。讨论了停机方式和讣算方式的关系。提出了一种梯形加速度起动 曲线。以多驱动带式输送机系统为对象，采用跟踪控制方法建寺了控制起动、停机过程的动态分析算法。开发了 动态设计软件BCD20．通过对实际系统的仿真，证明了算法和软件的正确性；得jj|控制起动方式输送机有较好 的受力状态．不同的停机方式输送带的张力分布足不同的等结论。 关键词：带式输送机动力学动态设计粘弹胜计算机仿真控制算法 1 528 中图分类号：TD 种驱动装置可以对带式输送机的非稳态过程进行 0前言 控制起动和制动，并在重大工程中应用，如变频 调速、调速型液力耦合器、Dodge的可控起动装 带式输送机是现代物料连续输送的罩要设 置CST等。因而需要针对可控系统进行动态分析 备，随着工业和技术的发展，具有长距离、高带 与设计。首先建立带式输送机起动和停机过程的 速、大运量特征的大型带式输送机已成为带式输 动力学模型，给出控制起动理想的起动速度曲 送机发展的丰流。对于大型带式输送机，沿用标 线，进而建立输送机系统的动力学方程和基于实 准的静态设计方法进行设计已无法满足输送机的 际系统控制方法的功率跟踪控制算法，开发了动 使用要求．运行事故时有发生，如山西马兰矿2 态分析软件BCD．20，对实际系统进行了计算机 km输送机发生飞车事故，致使制动系统全部损 仿真。 坏；陕西大柳塔煤矿4．6km输送机出现拉紧重锤 冲顶事故；平朔煤矿2km输送机出现制动事故； 1 带式输送机系统的动力学模型 哥伦比亚北不列颠一条带式输送机出现输送带张 力过低的问题，造成输送带撕裂和托辊损坏，设 带式输送机是一个复杂的机电系统，它是由闭 备损失超过100万美元，生产损失达数百万美元。 环的承载输送带、托辊、驱动装置、拉紧装置、改 近年来．在国际上形成了输送机动力学研究的热 向滚筒构成的系统。输送带运行的驱动力由驱动装 潮，德国11,21、澳大利弧【3”、美国15．61、荷兰17]、 置提供：拉紧装置给系统提供必要的拉紧力；改向 波兰f8’和韩国19]等国的大学或公司已进行了一些滚筒给输送带导向；托辊的作用是减小输送带的挠 研究。虽然尚未达到完全进行动态设计的程度， 度。在输送机系统的起、制动过程中．主要影响因 但已达到采用动态分析的手段对静态设计的结果 素是：①输送带的力学性质。②输送机的运行阻力。 进行改进。 ③驱动装置的机械特性及其控制方法。④输送机的 在国内，作者对带式输送机起动过程进行了