多繩摩擦提升系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)

1 摩擦式提升機(jī)的工作原理及失效形式分析

1.1 多繩摩擦式提升機(jī)的特點(diǎn)

1.2 工作原理

1.3 失效形式分析

2 多繩摩擦式提升系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立與振動(dòng)特性分析

2.1 摩擦輪提升機(jī)的動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀

2.2 三自由度數(shù)學(xué)模型建立與振動(dòng)分析

2.3 二自由度數(shù)學(xué)模型建立與振動(dòng)分析

2.4 連續(xù)彈性體數(shù)學(xué)模型建立與振動(dòng)分析

3 最佳啟動(dòng)加速度控制曲線研究與沖擊限制設(shè)計(jì)

3.1 提升機(jī)的拋物線形、正弦形、三角形加速度控制曲線

3.2 提升機(jī)的梯形加速度控制曲線

3.3 拋物線形、正弦形、三角形加速度控制曲線的加速度響應(yīng)特性研究

3.4 梯形加速度控制曲線的加速度響應(yīng)特性研究

3.5 梯形加速度時(shí)鋼絲繩的動(dòng)張力響應(yīng)計(jì)算

3.6 提升機(jī)緊急制動(dòng)時(shí)的沖擊限制設(shè)計(jì)

4 摩擦式提升系統(tǒng)在非正常工況時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性研究

4.1 提升機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)卡罐時(shí)動(dòng)力學(xué)特性分析

4.2 提升機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)過卷或過放時(shí)動(dòng)力學(xué)特性分析

4.3 罐籠裝載時(shí)動(dòng)力學(xué)特性分析

4.4 實(shí)例驗(yàn)證

5 摩擦式提升系統(tǒng)的防滑安全特性研究

5.1 概述

5.2 摩擦輪提升防滑安全特性分析

5.3 考慮鋼絲繩彈性振動(dòng)時(shí)極限減速度的計(jì)算與分析

5.4 防滑安全設(shè)計(jì)措施

5.5 最不利運(yùn)行工況的確定與最小防滑自重計(jì)算

6 國(guó)內(nèi)外大型摩擦輪提升設(shè)備及使用情況

6.1 國(guó)內(nèi)外大型提升設(shè)備及使用情況

6.2 大型摩擦輪提升設(shè)備傳動(dòng)方式與控制系統(tǒng)

6.3 提升機(jī)鋼絲繩使用情況

7 多繩摩擦式提升設(shè)備的選擇與計(jì)算

7.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

7.2 提升容器的選擇與計(jì)算

7.3 鋼絲繩的選擇與計(jì)算

7.4 摩擦輪提升機(jī)的選擇與計(jì)算

7.5 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算

8 多繩摩擦式提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

8.1 提升系統(tǒng)形式選擇

8.2 塔式提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

8.3 落地式提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

9 提升系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算

9.1 梯形加速運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算的基本公式

9.2 沖擊限制值（加、減速度變化率）計(jì)算

9.3 采用梯形加、減速度時(shí)提升系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算

9.4 提升能力計(jì)算

10 提升系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算

10.1 基本動(dòng)力學(xué)方程

10.2 提升系統(tǒng)靜阻力計(jì)算

10.3 提升系統(tǒng)變位質(zhì)量計(jì)算

10.4 采用梯形加、減速度時(shí)提升系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算

10.5 提升電動(dòng)機(jī)容量校核

10.6 采用梯形加、減速度時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中各階段的功率計(jì)算

10.7 提升設(shè)備的電耗計(jì)算

11 摩擦輪提升設(shè)備的防滑安全設(shè)計(jì)

11.1 防滑計(jì)算方法

11.2 防滑安全設(shè)計(jì)計(jì)算

11.3 極限減速度計(jì)算

11.4 安全制動(dòng)力計(jì)算

11.5 安全制動(dòng)減速度計(jì)算

11.6 恒力矩液壓站油壓整定計(jì)算

12 提升系統(tǒng)的輔助設(shè)備設(shè)計(jì)

12.1 主井箕斗的裝卸載設(shè)備

12.2 副井罐籠的操車設(shè)備

12.3 提升容器的安全保護(hù)裝置

12.4 提升鋼絲繩快速更換裝置

13 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

13.1 電氣控制系統(tǒng)及設(shè)備選擇

13.2 直流電控系統(tǒng)

13.3 交-交變頻電控系統(tǒng)

13.4 交-直-交變頻電控系統(tǒng)

14 提升設(shè)備布置

14.1 井塔和提升機(jī)房機(jī)械設(shè)備布置要求

14.2 提升機(jī)電氣控制設(shè)備布置要求

14.3 塔式提升設(shè)備布置

14.4 落地式提升設(shè)備布置

15 提升設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算案例

15.1 塔式箕斗提升

15.2 落地式罐籠提升

參考文獻(xiàn)

2100433B

《多繩摩擦提升系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)》從提升系統(tǒng)的彈性動(dòng)力學(xué)入手，以限制鋼絲繩彈性振動(dòng)和減少鋼絲繩動(dòng)張力和系統(tǒng)在各種載荷下的沖擊力為出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)，提出了一套完整、實(shí)用的動(dòng)力學(xué)工程設(shè)計(jì)方法(包括提升系統(tǒng)的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì))，可以提高系統(tǒng)的安全性，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減小投資費(fèi)用，節(jié)省能耗。并且提供了完整的工程設(shè)計(jì)實(shí)例，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備訂貨技術(shù)要求、井塔和提升機(jī)房機(jī)械和電氣設(shè)備布置等?！抖嗬K摩擦提升系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)》可供礦井提升設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、選型、使用維護(hù)的工程技術(shù)人員參考使用。

《繩索動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究》共5章。第1章介紹繩索的種類與結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)介紹鋼絲繩和纖維繩的基本特點(diǎn)、分類及其在漁業(yè)、紡織業(yè)、航天等行業(yè)中的應(yīng)用。第2章介紹繩索本構(gòu)力學(xué)問題和繩索運(yùn)動(dòng)行為引起的動(dòng)力學(xué)問題，對(duì)繩索內(nèi)部接觸摩擦、拉伸和彎曲過程中的遲滯特性，以及時(shí)變的幾何運(yùn)動(dòng)特性展開討論。第3章系統(tǒng)總結(jié)由連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論發(fā)展而來的繩索建模方法，通過柔性繩擺算例對(duì)比分析集中質(zhì)量參數(shù)偽剛體建模方法、小變形有限元方法，以及大變形絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法的建模精度與效率。第4章根據(jù)編制或捻制多股繩的幾何構(gòu)型，對(duì)繩索內(nèi)部接觸、摩擦及碰撞進(jìn)行描述，建立擰絞繩等效模型和纖維繩松弛模型。第5章介紹一種自適應(yīng)ANCF方法，通過自適應(yīng)更新單元的分布或類型來提高繩索動(dòng)力學(xué)計(jì)算的精度和效率。

本書內(nèi)容分為兩篇，共11章。第一篇基于提升鋼絲繩的摩擦傳動(dòng)可靠性，主要建立摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩動(dòng)張力、鋼絲繩與摩擦襯墊動(dòng)態(tài)接觸及蠕動(dòng)仿真模型，研究鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動(dòng)態(tài)黏彈性摩擦機(jī)理，揭示摩擦式提升系統(tǒng)動(dòng)態(tài)摩擦傳動(dòng)機(jī)理，基于摩擦提升系統(tǒng)振動(dòng)模型建立鋼絲繩動(dòng)力學(xué)與摩擦穩(wěn)定性的耦合關(guān)系，優(yōu)化提升機(jī)運(yùn)行參數(shù)來提高摩擦傳動(dòng)可靠性和平穩(wěn)性。第二篇圍繞提升鋼絲繩的摩擦疲勞可靠性問題，提出提升鋼絲繩的微動(dòng)損傷理論，研究了鋼絲繩內(nèi)部鋼絲微動(dòng)磨損、微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕、拉扭復(fù)合等工況對(duì)鋼絲繩的損傷及可靠性的影響，建立鋼絲繩微動(dòng)磨損理論模型、磨損深度演化方程和微動(dòng)摩擦疲勞模型，提出基于鋼絲磨損的鋼絲繩安全系數(shù)預(yù)測(cè)模型。

前言

第1章 繩索概念及其應(yīng)用 1

1.1 繩索種類及結(jié)構(gòu) 1

1.2 鋼絲繩 2

1.2.1 鋼絲繩的基本特點(diǎn) 2

1.2.2 鋼絲繩的不同分類 2

1.3 纖維繩 6

1.3.1 纖維繩概念和分類 6

1.3.2 編制、捻制纖維繩 7

1.3.3 低捻率纖維繩 10

1.4 繩索的工程應(yīng)用 10

第2章 繩索動(dòng)力學(xué)問題概述 12

2.1 繩索本構(gòu)力學(xué)問題 12

2.1.1 繩索結(jié)構(gòu)組成 12

2.1.2 結(jié)構(gòu)力學(xué)性能 14

2.2 運(yùn)動(dòng)行為引起的動(dòng)力學(xué)問題 15

2.2.1 接觸作用 15

2.2.2 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 15

2.3 總結(jié) 16

第3章 繩線動(dòng)力學(xué)建模 17

3.1 連續(xù)介質(zhì)力學(xué)建模方法 18

3.1.1 彈性體模型 18

3.1.2 基本理論 18

3.2 繩線本構(gòu)方程 21

3.2.1 繩線變形運(yùn)動(dòng) 21

3.2.2 繩線本構(gòu)模型 22

3.2.3 梁位移振動(dòng)方程 24

3.3 傳統(tǒng)離散化建模方法 25

3.3.1 集中質(zhì)量法 26

3.3.2 有限段法 29

3.3.3 有限元法 35

3.4 現(xiàn)代動(dòng)力學(xué)建模方法 41

3.4.1 微分幾何方法 41

3.4.2 絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法 45

3.5 繩索實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 62

3.5.1 單目視覺測(cè)量原理 63

3.5.2 繩索點(diǎn)跟蹤算法 65

3.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析 66

3.6 總結(jié) 69

第4章 繩索動(dòng)力學(xué)建模 70

4.1 繩索構(gòu)型特征 70

4.1.1 捻制纖維繩 70

4.1.2 編制纖維繩 71

4.1.3 鋼絲繩結(jié)構(gòu) 72

4.2 繩索本構(gòu)模型 73

4.2.1 單股繩索幾何構(gòu)型 74

4.2.2 軸向載荷 75

4.2.3 應(yīng)力變形 76

4.3 繩索內(nèi)部力學(xué)特性描述 77

4.3.1 接觸壓力 78

4.3.2 摩擦力 81

4.3.3 碰撞力 86

4.4 擰絞繩等效模型 87

4.4.1 含芯擰絞繩 87

4.4.2 雙螺旋擰絞繩 100

4.5 纖維繩松弛模型 109

4.6 總結(jié) 116

第5章 柔索自適應(yīng)計(jì)算 117

5.1 AANCF方法的提出 117

5.1.1 柔索運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 117

5.1.2 傳統(tǒng)ANCF和自適應(yīng)ANCF 118

5.1.3 自適應(yīng)計(jì)算策略 118

5.2 AANCF柔索計(jì)算模型 120

5.2.1 單元運(yùn)動(dòng)學(xué)描述誤差 120

5.2.2 單元更新策略 121

5.3 CO-AANCF柔索計(jì)算模型 128

5.3.1 連續(xù)性分析 129

5.3.2 連續(xù)性優(yōu)化 130

5.4 總結(jié) 134

參考文獻(xiàn) 1352100433B