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带式定量给料机的绿色设计应用研究

发布时间:2016-12-09 15:48:16
带式定量给料机的绿色设计应用研究 
  开发案例 
  以一部煤矿井下主运带式定量给料机为例,在绿色设计基础上对其进行再开发研究。此定量给料机的系统参数指标如下: 
  运输物料为原煤,运量Q=2000t/h,物料堆积密度ρ=0.9t/m3,输送长度L=1200m,带宽B=1400mm,运输倾角δ=1°~3°,带速v=3.15m/s,钢丝绳芯输送带ST1250,驱动电机功率为400kW×2。带式定量给料机的系统设计图如图1所示: 
  分析系统方案的动态情况 
  把有关参数代入系统模型之中,然后对动态仿真进行分析。经过步长是0.1s,时长是100s的动态仿真结果具体如图2与图3所示。 
  分析输送带的速度曲线后可以发现,定量给料机根据可控速度曲线进行运转,在刚刚启动的时候,速度会出现波动。当爬行一段时间后,速度开始变得平稳;在运行80s以后,速度与设定带速相符合,速度曲线比较合理。 
  分析输送带的张力曲线后可以发现,定量给料机在刚刚启动的时候,需要克服沿程摩擦力及系统惯性,当张力达到最大值经过震荡之后,张力曲线达到稳定工作值,此时定量给料机已经完成了启动,系统拉紧力达到正常拉紧值,由图3可知,张力曲线的后段出现了短暂波动,然后在液压拉紧的作用下恢复平衡状态,从而使定量给料机开始稳定运转。 
  优化设计定量给料机的零部件 
  根据定量给料机的实际选型设计方法,来对零部件设计进行优化。大家可以应用虚拟样机这项技术对拉紧装置、驱动装置、托辊及滚筒等进行仿真优化及性能测试,同时还要对装配体进行合理的虚拟装配处理,在一个虚拟装配的环境下,完成装配处理、干涉检测及造型检查等工作,进而顺利完成序列规划、装配路径规划、可装配性分析等。如图4是虚拟托辊架的装配图,通过CAEApp充分对定量给料机的支腿、滚筒轴、中间架与架体等主要部件做力学分析,然后模拟现场的实际工况,输出相应的位移与应力图,为设计人员提供参考依据。针对那些与要求不相符合的零件应重新进行设计,而对于有较大结构余量的部件要进行优化处理,并且应用现有的技术模拟分析主要零部件,得出其振型与频率,之后再制定一些方案以使系统震动得到控制,进而减少污染、降低噪声,使系统可以安全可靠地运行。 
  评价绿色设计方案 
  针对定量给料机所做的绿色评价极其特殊,其中很多评价标准与指标是无法进行准确预算和描述的,并且具有很强的模糊性,所以针对定量给料机而言,应该利用模糊评价法来评价绿色度。此外,绿色度的评价指标具有极其明显的层次,容易进行相应的划分,所以大家可以应用层次分析法来做适当的绿色评价。 
  总之,文章重点研究了带式定量给料机系统的绿色设计技术和实际应用,因为笔者的条件与水平有限,研究出来的结果尚有不足,但绿色设计必将成为矿山机械设计的主要发展趋势。因此关于定量给料机有关的绿色设计,也需要大家在未来的工作当中不断进行研究。定量给料机绿色设计理念和技术要发展和完善,众多新课题需要大家去探索和研究,进而更好地实现减少环境污染、减小能源消耗的环境保护的目的。
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