超深矿井提升机卷筒受力结构优化设计研究

发布时间：2019-07-15 20:09

【摘要】：超深矿井提升机卷筒结构受力复杂、工况多,合理的卷筒结构参数对于提高提升系统的可靠性至关重要,而目前仍存在资源浪费、稳定性差等诸多难题。为解决上述问题,根据板壳理论,将提升机卷筒视为均匀受压的旋转对称壳体,通过对卷筒结构负荷构成进行分析,提出了卷筒筒壳、端侧板及制动盘上载荷的计算方法。运用有限元数值仿真和理论分析相结合的方法,得出卷筒结构在不同工况下的应力分布规律及变形情况。为满足卷筒重量最轻和卷筒两支轮应力差最小,分别对卷筒壁厚和支轮位置进行优化,确定最佳壁厚值及最优支轮位置。研究结果表明,卷筒的应力分布与钢丝绳缠绕卷筒的层数密切相关,卷筒结构在优化后减轻了重量,提高了提升系统的可靠性。
文内图片：图３单元梁微元截面逡逑

图片说明：的设计变量。（、逦Ａ邋＝邋２Ｐｓｉｎ字＝２Ｐ字＝（１５）逡逑ｊｆ０＋１）邋＝邋Ｘｗ邋＋ｃ（Ｘｕ）邋－Ｘｗ）逦（１０）逦２逦２逡逑式（１０）中是当前的最优设计序列；￡为系数，0邋＜邋ｅ邋＜逦钢丝绳作用在卷筒筒体上的压力＝＜＾〃，钢丝绳在逡逑１。逦卷筒上的作用面积为《洳，钢丝绳缠绕节距ｔ邋＝邋ｄ邋＋邋ｅ，其中ｒ逡逑在每次迭代结束时都要进行收敛检查，当满足下列条件逦为卷筒半径Ｗ为钢丝绳直径，ｅ相邻绳圈间隙，则钢丝绳作用逡逑之一时，就会认定优化问题就是收敛，则停止迭代运算。逦在卷筒上的载荷集度？为逡逑１）当前设计的目标函数与当前最佳设计的目标函数的逦ｑ邋＝哑（１６）逡逑差值小于目标函数允许误差，Ｂ卩逦—ｎ逡逑＿逦多层缠绕时，由于缠绕层数的增加，筒壳的外载荷也增逡逑大了。在缠绕一层时，筒壳自由段的载荷集度为？Ｃ，由于多逡逑ｇ｜］逦层缠绕时，后来的缠绕层会使筒壳产生附加变形，从而使先逡逑缠上的那些的钢丝绳拉力降低。用Ｃ９Ｃ？表示多层缠绕时自逡逑１邋＾逦１邋￣Ｔ逦（１２）逦由段的外载荷集度，Ｃ为钢丝绳的拉力降低系数，Ｃ？表示在ｎ逡逑３）
文内图片：图２邋钢丝绳对卷筒压力

图片说明：的设计变量。（、逦Ａ邋＝邋２Ｐｓｉｎ字＝２Ｐ字＝（１５）逡逑ｊｆ０＋１）邋＝邋Ｘｗ邋＋ｃ（Ｘｕ）邋－Ｘｗ）逦（１０）逦２逦２逡逑式（１０）中是当前的最优设计序列；￡为系数，0邋＜邋ｅ邋＜逦钢丝绳作用在卷筒筒体上的压力＝＜＾〃，钢丝绳在逡逑１。逦卷筒上的作用面积为《洳，钢丝绳缠绕节距ｔ邋＝邋ｄ邋＋邋ｅ，其中ｒ逡逑在每次迭代结束时都要进行收敛检查，当满足下列条件逦为卷筒半径Ｗ为钢丝绳直径，ｅ相邻绳圈间隙，则钢丝绳作用逡逑之一时，就会认定优化问题就是收敛，则停止迭代运算。逦在卷筒上的载荷集度？为逡逑１）当前设计的目标函数与当前最佳设计的目标函数的逦ｑ邋＝哑（１６）逡逑差值小于目标函数允许误差，Ｂ卩逦—ｎ逡逑＿逦多层缠绕时，由于缠绕层数的增加，筒壳的外载荷也增逡逑大了。在缠绕一层时，筒壳自由段的载荷集度为？Ｃ，由于多逡逑ｇ｜］逦层缠绕时，后来的缠绕层会使筒壳产生附加变形，从而使先逡逑缠上的那些的钢丝绳拉力降低。用Ｃ９Ｃ？表示多层缠绕时自逡逑１邋＾逦１邋￣Ｔ逦（１２）逦由段的外载荷集度，，Ｃ为钢丝绳的拉力降低系数，Ｃ？表示在ｎ逡逑３）
【作者单位】：中南大学机电工程学院;中信重工机械股份有限公司;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2014CB049402)
【分类号】：TD534

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