當(dāng)前,深部礦井開采是煤礦發(fā)展的主流方向。為提高效率,深井提升一般采用大噸位提升,同時(shí),由于工況變得復(fù)雜,緊急制動次數(shù)也會增多。盤式制動器作為深井提升機(jī)的核心部件,制動時(shí)所產(chǎn)生的熱量和熱應(yīng)力會導(dǎo)致使制動器使用壽命降低,造成安全隱患。因此,深井提升對盤式制動器的要求更高,對深井提升機(jī)盤式制動器展開熱-機(jī)耦合研究也更具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以某深井提升機(jī)盤式制動器為例,綜合現(xiàn)有的研究成果并結(jié)合實(shí)際工況,進(jìn)行如下研究:（1）根據(jù)制動器實(shí)際尺寸,利用ABAQUS有限元分析軟件對盤式制動器進(jìn)行有限元建模。在保證分析精度的條件下,對模型進(jìn)行合理簡化、劃分網(wǎng)格,并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和理論公式對熱-機(jī)耦合所需要的邊界條件進(jìn)行設(shè)置。（2）利用ABAQUS中的熱-機(jī)耦合求解器對有限元模型進(jìn)行求解,分析制動器在緊急制動工況下閘瓦以及制動盤溫度場、應(yīng)力場的分布規(guī)律,并將閘瓦溫度分布云圖與閘瓦實(shí)際磨損位置進(jìn)行了對比;利用控制變量法探討了制動速度、摩擦系數(shù)、制動壓力、相鄰閘瓦之間的夾角等參數(shù)對制動器熱-機(jī)耦合的影響。（3）以制動盤外半徑、閘瓦長和寬為設(shè)計(jì)變量,通過Isight軟件中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)變量進(jìn)行采樣取點(diǎn),根據(jù)仿真出的... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

提升機(jī)盤式制動器[7]

1、9-擴(kuò)口式端直通管接頭；2、4、8-密封圈；3-油缸蓋；5-活塞；6-端蓋；7-螺栓；10-調(diào)整螺母；11-油缸；12-防塵圈；13-外六角螺塞；14-電渦流傳感器 15-內(nèi)六角螺釘；16-壓板；17-筒體；18-平鍵；19-壓環(huán)；20-碟形彈簧；21-閘瓦；22-墊板；23-支架；24-制動盤圖 1-2 后腔盤式制動器結(jié)構(gòu)圖Figure 1-2 Structure of the rear cavity disc brake1.3.3 盤形制動器優(yōu)點(diǎn)介紹盤式制動器之所以越來越多的被采用，是因?yàn)樗c其它制動器相比具有如下優(yōu)點(diǎn)[15]：（1）制動面是平面，因而在安裝時(shí)容易得到良好的閘瓦承載狀態(tài)；（2）閘瓦與制動盤之間的壓力分布比閘瓦旳徑向制動力均勻；（3）制動盤與閘瓦摩擦生熱時(shí)，可以通過伸縮縫的調(diào)整，使制動面仍然保持平面；（4）制動盤的軸向熱伸長很小，故閘瓦的空隙可相應(yīng)減小，而制動盤的徑向伸長不會產(chǎn)生負(fù)作用；（5）制動盤散熱性能好，熱穩(wěn)定性好；

在設(shè)計(jì)時(shí)，制動盤直徑要增大，閘瓦數(shù)量要增多。本文選取某型號多繩式深井提升機(jī)作為研究對象，對閘瓦和制動盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理簡化，取制為空心薄圓柱體，閘瓦為長方體。制動盤和閘瓦的具體幾何參數(shù)如下表 3-3-2 所示。表 3-1 閘瓦的幾何尺寸Table 3-1 Geometric dimensions of brake shoe長度（m） 寬度（m） 厚度（m）0.25 0.2 0.025表 3-2 制動盤幾何尺寸Table 3-2 Geometric dimensions of brake disk外半徑（m） 內(nèi)半徑(m) 厚度(m) 摩擦半徑(m)2.65 2.2 0.07 2.5本文所研究的盤式制動器上有兩個制動盤，每個制動盤上有 10 對的閘瓦分制動盤的兩側(cè)。制動盤表面每側(cè)相鄰兩個閘瓦之間的夾角為 15°。盤式制動三維模型簡化圖以及裝配圖如圖 3-1、圖 3-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]汽車通風(fēng)盤式制動器的熱機(jī)耦合分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 王繼業(yè).江蘇大學(xué) 2018
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[3]基于熱機(jī)耦合的制動盤緊急制動有限元分析及試驗(yàn)研究[D]. 許德幫.西南大學(xué) 2017
[4]基于銅基摩擦材料盤式制動器溫度場與熱應(yīng)力耦合分析[D]. 王師圖.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[5]客車盤式制動器熱—結(jié)構(gòu)耦合分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 劉艷.浙江理工大學(xué) 2017
[6]汽車通風(fēng)式盤式制動器熱—結(jié)構(gòu)耦合分析及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 吳昊.華南理工大學(xué) 2016
[7]盤式制動器熱機(jī)耦合特性及疲勞壽命預(yù)測研究[D]. 汪德成.上海工程技術(shù)大學(xué) 2016
[8]風(fēng)機(jī)主軸制動器摩擦副熱—力耦合有限元分析[D]. 胡育勇.南昌大學(xué) 2014
[9]風(fēng)電機(jī)組盤式制動器建模及其研究[D]. 劉洋.華北電力大學(xué) 2014
[10]礦井提升機(jī)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)研究[D]. 楊亞濤.西安科技大學(xué) 2013



本文編號：3278371