本文針對重力式抱索器自身較重、體積大、在脫繩時容易卡死、不能進行斜坡轉(zhuǎn)彎、鉸孔容易開裂等缺點和不足,以及設計理論體系的不完整,研究抱索器的運動特點及結(jié)構(gòu)特征,提出其核心部件的四桿機構(gòu)工作原理。為設計抱索器抱緊力,采用杠桿比衡量抱索器四桿機構(gòu)的增力效果,進而確定抱索器關鍵零件的有效尺寸。為保證抱索器抱繩的穩(wěn)定性,又能在脫繩時靈活自如,采用包形系數(shù)衡量其作用效果,通過鉗口理論,設計抱索器的包形角。增設輪架和摩擦板,為抱索器脫繩后在軌道上的運行提供平衡支撐和動力。最后,通過仿真分析和實驗研究論證設計理論的可靠性,為抱索器的開發(fā)和設計提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。 針對可摘掛式抱索器系統(tǒng)特性要求,采用Pro/E進行數(shù)字樣機裝配并檢查裝配精度,為抱索器的優(yōu)化設計提供尺寸設計依據(jù)和裝配數(shù)據(jù)。利用Pro/Mechanical平臺對抱索器進行運動分析,檢測抱索器各個零件的運動狀態(tài)以及是否存在空間干涉和運動過度現(xiàn)象,為抱索器活動抱卡的張開角度提供三維數(shù)據(jù),確保抱索器運動性能的實現(xiàn)。通過ANSYS仿真模態(tài)分析,提取抱索器的模態(tài)參數(shù),改善抱索器結(jié)構(gòu)布置和尺寸,提高易引起共振的低階固有頻率,減少因振動對抱索器零部件造成的損壞,確保抱索器安全穩(wěn)定運行。再運用ANSYS應力應變仿真模塊,研究應力應變的分布規(guī)律,對活動抱卡應力集中的危險部位(鉸孔和內(nèi)外抱體連接處),采用增厚或增大過度角等安全設計手段減小應力集中,保證抱索器的危險截面的可靠性。 實驗研究中引入間接測力概念,通過測定抱索器抱緊鋼塊的變形,獲得鋼塊所受壓力即為抱索器抱緊力,經(jīng)過反復測試,求得抱索器平均杠桿比,驗證設計理論的可靠性。通過抱索器試驗模態(tài),對抱索器低階自然頻率的測定,驗證抱索器結(jié)構(gòu)設計的可靠性,以及仿真模態(tài)分析時邊界條件設定的合理性。借助應變實驗,測試抱索器內(nèi)外抱體關鍵部位(抱頭和鉸孔)的應變量,對仿真中應力應變分布規(guī)律進行校驗,確定抱索器核心零部件的危險截面,并優(yōu)化危險截面的承載能力。 本文對可摘掛式抱索器從理論、仿真到實驗進行系統(tǒng)性的分析研究,為抱索器的優(yōu)化設計和優(yōu)化性能提供理論及實驗數(shù)據(jù),經(jīng)過三方面的對比分析,用理論計算指導抱索器的設計,以仿真分析優(yōu)化抱索器活動抱卡的結(jié)構(gòu)和尺寸,最后以實驗檢驗優(yōu)化后的效果及前期設計的準確性,為企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)提供參考。
目 錄 ▪ 摘要3-5▪ ABSTRACT5-7▪ 目錄7-9▪ 第一章 緒論9-20▪ 1.1 論文研究背景9-10▪ 1.2 架空乘人索道研究及發(fā)展概況10-13▪ 1.3 架空乘人索道抱索器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-16▪ 1.3.1 抱索器研究更迭13-14▪ 1.3.2 可摘掛式抱索器研究發(fā)展現(xiàn)狀14-16▪ 1.4 有限元法在可摘掛式抱索器中的應用研究16-17▪ 1.5 課題的來源、意義及論文主要研究內(nèi)容17-20▪ 1.5.1 課題來源及研究意義17-18▪ 1.5.2 論文的主要研究內(nèi)容18-20▪ 第二章 可摘掛式抱索器工作機理及結(jié)構(gòu)設計20-30▪ 2.1 可摘掛式抱索器工作機理研究20-21▪ 2.2 可摘掛式抱索器數(shù)學模型研究21-23▪ 2.3 可摘掛式抱索器關鍵部件計算23-28▪ 2.3.1 抱索器整體設計思路23-24▪ 2.3.2 內(nèi)抱體力學性能設計24-25▪ 2.3.3 外抱體力學性能設計25-26▪ 2.3.4 外抱體抱頭部分包絡角及杠桿比設計26-28▪ 2.4 可摘掛式抱索器總體設計28-29▪ 2.5 本章小結(jié)29-30▪ 第三章 可摘掛式抱索器動力學分析及模態(tài)分析30-47▪ 3.1 可摘掛式抱索器仿真分析思路30-32▪ 3.1.1 抱索器運動仿真分析30▪ 3.1.2 抱索器有限元仿真前處理30-31▪ 3.1.3 抱索器接觸分析31▪ 3.1.4 抱索器模態(tài)分析31-32▪ 3.2 可摘掛式抱索器Pro/E建模及運動分析32-37▪ 3.2.1 幾何模型建立32-33▪ 3.2.2 虛擬裝配33-35▪ 3.2.3 Pro/E機構(gòu)運動分析35-37▪ 3.3 可摘掛式抱索器有限元模態(tài)分析關鍵技術研究37-43▪ 3.3.1 有限元模型建立及結(jié)構(gòu)簡化37-39▪ 3.3.2 模型網(wǎng)格劃分39▪ 3.3.3 有限元接觸分析39-41▪ 3.3.4 有限元模態(tài)分析及模態(tài)參數(shù)研究41-43▪ 3.4 抱索器幅頻特性仿真值與測試值對比分析43-46▪ 3.5 本章小結(jié)46-47▪ 第四章 可摘掛式抱索器有限元應力應變仿真分析47-53▪ 4.1 抱索器整體應力應變參數(shù)設定及仿真分析47-49▪ 4.2 抱索器活動抱卡應力應變仿真結(jié)果分析49-52▪ 4.2.1 內(nèi)抱體應力應變分布變化規(guī)律49-51▪ 4.2.2 外抱體應力應變分布變化規(guī)律51-52▪ 4.3 本章小結(jié)52-53▪ 第五章 可摘掛式抱索器實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析53-62▪ 5.1 抱索器活動抱卡抱緊力測試及杠桿比測試53-57▪ 5.2 抱索器活動抱卡應變測試及結(jié)果分析57-61▪ 5.2.1 測試方法和裝置57-58▪ 5.2.2 內(nèi)抱體應變測試及結(jié)果分析58-59▪ 5.2.3 外抱體應變測試結(jié)果與分析59-61▪ 5.3 本章小結(jié)61-62▪ 第六章 全文總結(jié)與展望62-65▪ 6.1 全文總結(jié)62-63▪ 6.2 未來展望63-65▪ 參考文獻65-70▪ 致謝70-71▪ 攻讀碩士學位期間主要研究成果71
濟寧卓力工礦設備有限公司固定式抱索器，包括主體，主抱爪固定在主體上，吊椅連桿通過滑動軸承裝在主體上，滑動軸承通過止位平墊和軸用彈簧擋圈裝在主體上，在主體上裝有鎖緊螺栓，在鎖緊螺栓有鎖緊螺母，鎖緊螺栓前端有彈性頂桿，彈性頂桿前端有剛性頂桿，活動抱爪連接在剛性頂桿上，并套在主抱爪上。彈性頂桿為彈性材料制成。本實用新型實現(xiàn)了對不同直徑的鋼絲繩進行可靠的抱索，不破壞鋼繩本體，并能自動補償夾緊力；安裝維護方便；乘人吊椅保持豎起，乘員上、下方便；固定在鋼繩上的抱索器與輪襯弧面吻合，磨損小，振動小，運行成本低，延長了使用壽命，特別是本實用新型可以繞駛驅(qū)動輪和迂回輪，使索道系統(tǒng)運行平穩(wěn)和安全。 1、一種固定式抱索器，包括主體[8]，主抱爪[11]固定在主體[8] 上，吊椅連桿[10]通過滑動軸承[5]裝在主體[8]上，滑動軸承[5]通過止位平墊[4]和軸用彈簧擋圈[3]裝在主體[8]上，其特征在于：在主體[8]上裝有鎖緊螺栓[1]，在鎖緊螺栓[1]有鎖緊螺母[2]，鎖緊螺栓 [1]前端有彈性頂桿[6]，彈性頂桿[6]前端有剛性頂桿[7]，活動抱爪 [9]連接在剛性頂桿[7]上，并套在主抱爪[11]上。
