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第1章 工作面输送机概述 1

1.1 引言 1

1.2 输送机工作原理 2

1.2.1 输送机组成 2

1.2.2 输送机传动原理 3

1.3 输送机分类及特点 4

1.3.1 不同卸载方式输送机特点 4

1.3.2 不同链条数目及布置形式输送机特点 6

1.3.3 不同载荷输送机特点 6

1.4 输送机命名规则及典型型号 7

1.4.1 输送机命名规则 7

1.4.2 输送机典型型号 7

1.5 输送机基本参数 11

1.6 输送机驱动／传动装置 12

1.6.1 电机 12

1.6.2 液力偶合器及摩擦限矩器 14

1.6.3 减速器 17

1.7 输送机结构件 18

1.7.1 机头部 18

1.7.2 机尾部 25

1.7.3 溜槽及其附件 26

1.7.4 刮板链 30

1.8 输送机发展趋势 38

1.8.1 输送机发展现状及趋势 38

1.8.2 机电一体化技术 39

1.8.3 动力学设计方法 40

本章小结 41

参考文献 41

第2章 工作面输送机选型设计 43

2.1 引言 43

2.2 输送机整机形式的确定 43

2.3 输送机驱动装置选型 43

2.3.1 电机选型 44

2.3.2 传动单元选型 45

2.3.3 减速器选型 45

2.4 输送机结构件选型 46

2.4.1 溜槽及其连接件选型 46

2.4.2 刮板链条及接链环选型 48

2.4.3 挡煤板、电缆槽及采煤机牵引装置确定 49

2.4.4 铲煤板形式与结构确定 49

2.4.5 链轮组件及拨链器确定 50

2.4.6 机头架、机尾架、过渡槽及犁煤板选型设计 50

2.4.7 紧链、推移和锚固装置确定 51

本章小结 51

参考文献 51

第3章 工作面输送机静力学设计方法 53

3.1 引言 53

3.2 原始需求数据及设计内容 53

3.3 输送机输送能力计算 53

3.3.1 输送能力相关参数确定 54

3.3.2 最大落煤能力计算 56

3.4 输送机运行阻力及链条张力计算 57

3.4.1 方法一 57

3.4.2 方法二 62

3.4.3 方法三 75

3.4.4 三种方法的比较 76

3.5 输送机牵引力及装机功率计算 77

3.6 输送机链条选取和强度验算 78

3.6.1 刮板链条强度验算公式 79

3.6.2 强度验算方法的比较分析 81

3.7 输送机预紧力和紧链力计算 87

3.7.1 刮板链条预紧力计算 87

3.7.2 刮板链条紧链力计算 89

本章小结 90

参考文献 91

第4章 工作面输送机动力学设计概述 92

4.1 引言 92

4.2 输送机存在的动力学问题 92

4.3 输送机动力学设计理论 94

4.3.1 输送机动力学设计所要解决的主要问题 95

4.3.2 输送机动力学设计方法 96

4.3.3 输送机动力学设计尚待解决的问题 97

本章小结 98

参考文献 98

第5章 工作面输送机驱动电机模型 100

5.1 引言 100

5.2 三相异步电机结构和工作原理 100

5.2.1 三相异步电机的基本结构 100

5.2.2 三相异步电机的工作原理 103

5.2.3 三相异步电机的旋转磁场 104

5.2.4 定子绕组线端连接方式 107

5.3 三相异步电机的定子电路和转子电路 108

5.3.1 定子电路的分析 108

5.3.2 转子电路的分析 109

5.4 三相异步电机的转矩与机械特性 111

5.4.1 三相异步电机的转矩 112

5.4.2 三相异步电机的机械特性 113

5.5 三相异步电机的启动特性 117

5.5.1 鼠笼式异步电机的启动方法 117

5.5.2 绕线式异步电机的启动方法 121

5.6 三相异步电机的调速方法与特性 123

5.6.1 变极对数调速 124

5.6.2 变频调速 126

5.7 三相异步电机建模 134

5.7.1 单速电机模型 134

5.7.2 双速电机模型 141

5.7.3 变频电机模型 145

5.8 电机数值仿真模型 159

5.8.1 基于电学模型的电机数值仿真模型 159

5.8.2 基于机械特性模型的电机数值仿真模型 162

本章小结 164

参考文献 165

第6章 工作面输送机偶合器及限矩器模型 167

6.1 引言 167

6.2 液力偶合器 167

6.2.1 液力偶合器的工作原理 167

6.2.2 液力偶合器的特性 169

6.2.3 液力偶合器的分类 174

6.2.4 液力偶合器动力学模型 175

6.2.5 液力偶合器数值仿真模型 177

6.3 摩擦限矩器 178

6.3.1 摩擦限矩器的结构 178

6.3.2 摩擦限矩器的工作原理 180

6.3.3 摩擦限矩器的材料性能 181

6.3.4 摩擦限矩器动力学模型 182

6.3.5 摩擦限矩器数值仿真模型 182

本章小结 183

参考文献 184

第7章 工作面输送机减速器模型 185

7.1 引言 185

7.2 输送机用减速器 185

7.2.1 减速器的基本形式 185

7.2.2 减速器的基本结构 186

7.2.3 国内外减速器性能比较 188

7.2.4 减速器的动力学问题 189

7.3 减速器动力学模型 189

7.4 减速器数值仿真模型 191

本章小结 191

参考文献 192

第8章 工作面输送机链传动系统模型 193

8.1 引言 193

8.2 链传动系统常见问题 193

8.3 链传动系统的弯曲形式 194

8.3.1 水平推进弯曲 194

8.3.2 垂直弯曲 195

8.4 链传动系统各部件的刚度 197

8.4.1 链条的刚度系数 198

8.4.2 链轮的刚度系数 202

8.5 链传动系统动力学模型 202

8.5.1 黏弹性体力学模型 204

8.5.2 基于ADAMS软件的链传动系统动力学模型 205

8.5.3 基于动力学与有限元理论的链传动系统离散化动力学模型 209

8.6 链传动系统数值仿真模型 221

本章小结 226

参考文献 226

第9章 工作面输送机动力学分析设计软件 228

9.1 引言 228

9.2 动力学设计软件的总体思路 228

9.2.1 软件的功能模块 228

9.2.2 软件开发技术路线 230

9.3 软件核心计算的处理 231

9.3.1 普通工况模型 231

9.3.2 变参数问题 233

9.3.3 变模型问题 234

9.4 软件调用MATLAB引擎 235

9.4.1 MATLAB引擎相关操作函数 236

9.4.2 mxArray类型数据的操作 236

9.5 软件界面编制 237

9.5.1 主要功能实现方法 238

9.5.2 静力学设计计算界面 245

9.5.3 系统选型界面 247

9.5.4 动力学数值仿真界面 250

9.5.5 结果评价界面 254

9.6 仿真实例分析 259

9.6.1 空载和满载启动仿真分析 260

9.6.2 链条预紧力仿真分析 262

9.6.3 头尾电机非同时启动仿真分析 264

9.6.4 卡链工况仿真分析 267

9.6.5 自由停机仿真分析 267

本章小结 270

参考文献 272