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在帶式輸送機朝著長距離、高速化、大功率方向發(fā)展的情況下，其停機過程的合理設(shè)計具有重要意義，不合理的設(shè)計會使停機過程產(chǎn)生振蕩，停機過程的過低張力會造成輸送帶的折疊和啟動過程的事故。停機時間取決于輸送機允許的停機運行距離，保證此距離較小的目的是防止停機過程中安全事故的發(fā)生和輸送線上前后輸送機停機的協(xié)調(diào)。采用傳統(tǒng)的計算方法不能準(zhǔn)確計算出停機過程的輸送機運行距離，本文在AMESim平臺下對帶式輸送機建模與仿真的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究輸送機停機過程的力學(xué)模型和停機過程中重要參數(shù)的變化情況，為合理設(shè)計帶式輸送機系統(tǒng)的停機過程提供一種新的設(shè)計計算方法和理論依據(jù)。
1、仿真環(huán)境及模型的建立
AMESim由法國IMAGINE公司開發(fā)，為圖形化的開發(fā)環(huán)境，用于工程系統(tǒng)的建模、仿真和動態(tài)性能分析。可以用AMESim的各種模型庫來設(shè)計系統(tǒng)，快速達(dá)到建模仿真的目標(biāo)，同時還提供了與Matlab、ADAMS等軟件的接口，可方便地與這些軟件進行聯(lián)合仿真。
仿真對象為國內(nèi)某2×600 MW火力發(fā)電廠的帶式輸送機，其主要參數(shù)為：輸送機長度162. 55m，帶速2.5 m/s，設(shè)計輸送量l 500 t/h．帶寬1.4 m，主電動機額定功率132 kW，轉(zhuǎn)速l 487 r／min，總減速比25，輸送帶為聚脂帆布，拉緊方式為重錘拉緊。利用AMESim中的機械類模塊對帶式輸送機建模，如圖1所示。在AMESim下建立模型非常直觀，建模界面與有限元模型非常相似。
2、停機過程的仿真與分析
本文分別對該輸送機的2種停機方式進行分析。一種是自由停機的狀態(tài)，在此種情況下，當(dāng)制動滾筒停止后，在輸送帶的張力差小于制動力時，制動滾筒成為固定端。另一種是當(dāng)輸送機的驅(qū)動裝置斷電后加上制動力，制動滾筒尚未達(dá)到停止運行時的狀態(tài)。自由停機過程如圖2所示，頭部停止時間20 s，尾部停止時間為22 s。當(dāng)自由停機開始時，驅(qū)動力消失。在14s前輸送帶的速度在尾部發(fā)生轉(zhuǎn)折，在14 s時尾部輸送帶單元速度與頭部相同，因而在此時前承載段頭部到尾部的輸送帶長度增加，造成輸送帶張力降低，載荷分布已經(jīng)出現(xiàn)輸送帶張力為“負(fù)”值，說明如果采用自由停機會造成輸送帶堆積的情況，從而發(fā)生事故。為避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)，需在輸送機的尾部設(shè)置制動器。圖3為有制動停機過程輸送帶頭尾的速度對比曲線，從圖3可見有制動停機時，頭部帶速按控制的速度曲線變化。
帶式輸送機停機過程的設(shè)計需考慮停機時間、拉緊位移、輸送帶張力等問題。理想的停機過程還應(yīng)按速度控制進行，在設(shè)計時有必要考慮輸送機斷電的可能性。因此在設(shè)計時必須對自由停機過程進行驗算，當(dāng)自由停機過程不能滿足要求時需設(shè)置制動，制動的設(shè)置位置應(yīng)在低張力區(qū)的后部，以提高低張力區(qū)的張力。停機時間取決于輸送機允許的停機運行距離，保證較小距離的目的是防止停機過程發(fā)生事故和輸送線上前后輸送機停機的協(xié)調(diào)，而采用常規(guī)的計算方法不能準(zhǔn)確計算出停機過程的輸送機運行距離。圖4為自由停機時輸送機頭部和尾部的運行距離，圖中時間為O的初始值為正常運行時頭部到尾部輸送帶的伸長量。因此需設(shè)置制動器減小此值。經(jīng)過多次仿真實驗得出當(dāng)設(shè)置制動器的制動力矩為3000Nm時，可以消除圖2中出現(xiàn)的問題。
3、結(jié)語
基于AMESim軟件建立帶式輸送機仿真模型，通過仿真分析，可以看到輸送帶各部分速度以及其他參數(shù)的變化，以便更合理地確定設(shè)計參數(shù)。充分利用AMESim仿真軟件圖形化的開發(fā)環(huán)境，設(shè)計者可以專注于物理系統(tǒng)本身，有效提高設(shè)計效率。以上仿真過程和理論結(jié)果基本一致。利用AMESim對帶式輸送機仿真將為輸送機制動過程的分析和控制以及輸送機系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供精確的分析手段和計算方法。
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