柔性導(dǎo)向礦用電梯橫向偏擺關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、柔性導(dǎo)向礦用電梯是針對(duì)礦井提升過(guò)程的多水平工作面以及井道內(nèi)剛性導(dǎo)向布置不方便等問(wèn)題，結(jié)合普通電梯與繩罐道的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)并用于執(zhí)行人員、設(shè)備等在地面和井下往復(fù)運(yùn)行的一種新型礦井提升設(shè)備，旨在改善礦井運(yùn)輸過(guò)程的舒適性、安全性和高效性。柔性導(dǎo)向礦用電梯采用導(dǎo)向鋼絲繩，相比與剛性導(dǎo)向，在抑制轎廂運(yùn)行過(guò)程中橫向偏擺能力較小，轎廂產(chǎn)生的橫向偏擺行為極大的威脅煤礦的運(yùn)輸安全。本文采用理論計(jì)算與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的方法，研究了橫向氣流擾動(dòng)作用下和縱向偏心載

2、荷作用下的轎廂橫向偏擺特性及轎廂橫向偏擺的控制、防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)。
　　首先，本文研究了柔性導(dǎo)向礦用電梯的導(dǎo)向鋼絲繩的基本特性。主要從導(dǎo)向鋼絲繩的布置方式、張緊方式及橫向剛度三個(gè)方面研究，通過(guò)比較不同布置方式對(duì)轎廂扭轉(zhuǎn)的抵抗作用選擇最優(yōu)的導(dǎo)向鋼絲繩布置方式；介紹兩種不同的張緊方式，分別求解得到了不同張緊方式下對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向鋼絲繩的橫向剛度表達(dá)式，為下文研究轎廂的橫向偏擺奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，本文研究了橫向的氣流擾動(dòng)作用下的轎廂橫

3、向偏擺特性。基于流體力學(xué)分析軟件Fluent建立了轎廂-對(duì)重交錯(cuò)過(guò)程三維模型，采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)模擬了轎廂-對(duì)重的交錯(cuò)過(guò)程；通過(guò)仿真，得到了柔性導(dǎo)向礦用電梯在運(yùn)行過(guò)程中的氣流擾動(dòng)特性，并獲得在運(yùn)行過(guò)程中的轎廂所受的等效橫向壓力值；運(yùn)用對(duì)比研究方式，分析不同提升速度、轎廂-對(duì)重之間不同間距和井道不同初始風(fēng)速下的橫向壓力分布情況，通過(guò)對(duì)等效橫向壓力曲線擬合，獲得近似氣流橫向擾動(dòng)力，并將其作為提升系統(tǒng)的外載荷代入轎廂運(yùn)動(dòng)方程，計(jì)算得到了轎廂和對(duì)重

4、的橫向位移。
　　然后，本文研究了縱向的偏載作用下的轎廂橫向偏擺特性。為了研究在偏載作用下不同狀態(tài)的轎廂橫向偏擺特性，分別建立了偏載作用下的轎廂靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型，將轎廂的橫向偏擺情況等效為平動(dòng)過(guò)程和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，分別通過(guò)靜力學(xué)平衡方程和動(dòng)力學(xué)平衡方程求解得到轎廂靜態(tài)作用和動(dòng)態(tài)作用下的橫向位移；為了驗(yàn)證理論計(jì)算的正確性，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS建立電梯系統(tǒng)的仿真模型，求解轎廂的偏移量，并與理論計(jì)算結(jié)果相比較，掌握了轎廂在偏載作用下

5、的偏擺特性，為研究轎廂橫向偏擺控制提出了依據(jù)。
　　最后，本文研究了轎廂的總體橫向偏擺位移及其控制。求解了在科氏力作用下的轎廂橫向偏擺位移，并綜合氣動(dòng)作用和偏載作用下的轎廂橫向位移，得到了運(yùn)行過(guò)程中轎廂的橫向總體位移；研究了不同張緊力下的轎廂橫向偏擺位移對(duì)比曲線，得到了張緊力與轎廂橫向位移的關(guān)系，并據(jù)此設(shè)計(jì)了鋼絲繩張緊裝置，通過(guò)液壓張緊裝置控制張緊力實(shí)現(xiàn)對(duì)轎廂橫向位移的控制；研究了不同導(dǎo)流裝置作用下的轎廂橫向壓力情況，通過(guò)對(duì)比，設(shè)