多繩纏繞式超深井提升系統(tǒng)虛擬樣機(jī)研究.pdf

1、本文以多繩纏繞式超深井提升機(jī)為研究對(duì)象，將虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用到提升系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，研究提升機(jī)在提升過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，為提升機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供了可視化的手段。虛擬樣機(jī)的研究不僅能對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，而且還能為為性能改進(jìn)提供良好的方案。同時(shí)可以縮短開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
　　本文首先分析了多繩摩擦式超深井提升系統(tǒng)和多繩纏繞式超深井提升系統(tǒng)在不同影響因素下的極限提升能力，并針對(duì)1500m的提升高度，對(duì)兩種提升機(jī)進(jìn)行提升能力

2、比較。其次，綜述了虛擬樣機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)理論和RecurDyn的相關(guān)理論基礎(chǔ)?；谔摂M樣機(jī)技術(shù)，利用RecurDyn平臺(tái)，以多繩纏繞式提升機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)CATIA軟件構(gòu)建了纏繞系統(tǒng)的部分模型并導(dǎo)入RecurDyn中，在RecurDyn中利用宏程序法和有限元法建立了鋼絲繩動(dòng)力學(xué)仿真模型，并對(duì)各個(gè)獨(dú)立部件之間施加約束、載荷等邊界條件，完成了建立多繩纏繞式提升系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)模型。最后，利用所建立的虛擬樣機(jī)，對(duì)提升系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了可視

3、化仿真，實(shí)現(xiàn)了雙繩提升的動(dòng)態(tài)纏繞，對(duì)鋼絲繩在繩槽間過(guò)渡，全速下降緊急制動(dòng)，鋼絲繩張力不平衡等工況進(jìn)行了分析。
　　提升能力計(jì)算結(jié)果表明：對(duì)于超深井摩擦式提升機(jī)，鋼絲繩滑動(dòng)和應(yīng)力波動(dòng)對(duì)極限提升能力影響最大；最大提升高度隨著尾繩質(zhì)量的增加而減小，隨著摩擦輪直徑和鋼絲繩直徑的比值(D/d)以及鋼絲繩抗拉強(qiáng)度的增加而增大；最大提升載荷隨著尾繩重量、摩擦系數(shù)、D/d比值和鋼絲繩抗拉強(qiáng)度及數(shù)量的增加而增大；在1500m左右的提升高度下，提高提

4、升能力的有效途徑是增大鋼絲繩的數(shù)量和抗拉強(qiáng)度；在1000m左右的提升高度時(shí)，可以通過(guò)增加鋼絲繩數(shù)量，適當(dāng)增加尾繩質(zhì)量以及鋼絲繩抗拉強(qiáng)度的方法提高提升能力；多繩纏繞式提升機(jī)的極限提升能力隨著鋼絲繩抗拉強(qiáng)度的增加而小幅增加，提升載荷隨著鋼絲繩數(shù)量的增加成相同倍數(shù)增加。對(duì)于超深井提升，采用2根鋼絲繩，鋼絲繩抗拉強(qiáng)度為1770MPa的多繩纏繞提升機(jī)更加符合要求。
　　仿真分析結(jié)果表明：本文所建立的模型和所設(shè)置的參數(shù)基本正確，仿真數(shù)據(jù)和事實(shí)

5、基本吻合。提升鋼絲繩在加速階段和加速度過(guò)渡階段張力波動(dòng)幅度較大，隨著鋼絲繩長(zhǎng)度變短張力波動(dòng)頻率增加；勻速階段趨于平穩(wěn)，提升容器的縱振幅度最大，并且隨著提升高度的減小逐漸趨于平穩(wěn)，橫振幅度隨著鋼絲繩變短愈加激烈；鋼絲繩在繩槽折線段纏繞時(shí)，罐籠會(huì)發(fā)生和折線繩槽旋向一致的傾斜趨勢(shì)。鋼絲繩最大動(dòng)張力隨著緊急制動(dòng)減速度的減小逐漸減小，在制動(dòng)后的0.5s鋼絲繩動(dòng)張力達(dá)到最大。當(dāng)卷筒直徑存在偏差時(shí)，隨著提升，兩根鋼絲繩張力差逐漸增大，直徑較大纏繞區(qū)鋼