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刮板输送机是煤矿综采工作面智能化成套装备的重要组成部分之一,其能否平稳可靠运行关系到煤矿高效生产。在工作面故障统计中,刮板输送机故障占很大比例,这其中绝大部分出自圆环链系统,因而有必要对其传动过程进行动力学分析。本文基于接触非线性动力学、多体动力学、显式有限元分析等理论,通过三维建模软件和动力学分析软件对圆环链间、圆环链与链轮间的碰撞接触问题进行了深入系统的研究。 首先,对刮板输送机圆环链系统进行了力学分析,分析实际工况下的货载量,计算运行阻力、预紧力和张力;分析圆环链系统内部间接触力,并建立接触的力学模型和系统实体模型。 其次,基于 ADAMS建立了圆环链系统多刚体模型,分析在满载、半载和空载工况下系统动力学特性,得到机头、机尾链轮驱动转矩和接触力的变化规律;为研究链环变形对动力学分析的影响,建立系统刚柔耦合模型,分析圆环链绕链轮转动过程中的振动情况。 再次,为研究系统内各点受力的动态响应,基于LS-DYNA建立了链环绕链轮转动分析的有限元模型,对满载工况进行仿真,得到转动过程零部件应力集中区域的单元应力变化曲线;此外,对卡链故障进行瞬态动力学仿真分析,研究冲击载荷下系统内零部件的动态响应。 最后,基于LS-DYNA采用单一变量的方法,对比分析了链窝形状、负载和转速三种因素对圆环链与链轮啮合的影响。 本文通过对圆环链传动系统的动力学特性进行仿真分析,得到系统内零部件间接触的力学特性,为以后圆环链系统结构和参数的设计优化提供技术支持。