《柔性鋼絲繩的動態摩擦傳動及控制基礎研究》是依託中國礦業大學，由張德坤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：柔性鋼絲繩的動態摩擦傳動及控制基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張德坤
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
摩擦提升機的摩擦傳動可靠性和運行安全性直接關係到煤礦的安全生產和煤礦職工的生命安全。本項目將以礦井摩擦提升機為研究對象，研究提升機運行參數對柔性鋼絲繩的動張力和振動狀態的影響規律，開展摩擦襯墊的動態粘彈性摩擦機理、摩擦提升機在動態運行工況下的摩擦傳動機理和摩擦牽引平穩性機理研究，建立鋼絲繩的動態摩擦傳動能力與提升機運行參數之間的關聯模型，尋找影響提升機摩擦牽引平穩性的各種因素條件，從而確定實現提升機摩擦傳動可靠性和牽引平穩性的最優提升機運行參數，提出提升機摩擦可控性的最佳摩擦控制參數和方法。所取得的成果對於豐富柔性體的摩擦傳動機理、提高摩擦提升機的摩擦傳動可靠性和運行安全性將會起到重要的基礎理論作用。這些工作雖然基於礦井摩擦提升機而進行，但其結果對於城市高層建築的大型高速電梯、大型帶式輸送機等柔性體摩擦傳動套用對象也具有重要的參考利用價值。
結題摘要
本項目針對摩擦式提升機在實際運行過程中的動態摩擦傳動安全性和運行平穩性問題，構建了摩擦式提升系統固定坐標系鋼絲繩動張力模型和基於隨動坐標系的橫向、縱向振動以及橫向-縱向耦合振動模型，獲得了不同運動學及動力學參數對鋼絲繩動張力及橫-縱振動的影響規律，以及摩擦輪圍包角內鋼絲繩與摩擦襯墊之間的動態接觸與蠕動特性；選擇三種典型摩擦襯墊材料，研究了襯墊材料在動態滑移工況下的微觀粘彈性摩擦機理，建立了襯墊的基本性能和粘彈性能與摩擦特性的關係；研製了襯墊與鋼絲繩的動態微滑移摩擦實驗平台，基於弧面法獲得了鋼絲繩在動態運行工況下襯墊與鋼絲繩間摩擦傳動能力的變化規律及粘彈性摩擦機理，提出了粘滑判定準則，修正了動態工況下鋼絲繩摩擦傳動牽引力的歐拉公式；首次提出了摩擦式提升機動態摩擦弧的理論模型，提出了以摩擦弧為基礎的摩擦提升安全儲備方法；研製了模擬摩擦式提升機的動態摩擦傳動平台，獲得了提升機在動態運行工況下鋼絲繩動張力以及橫向-縱向及耦合振動狀況的變化，驗證了鋼絲繩動張力、蠕動以及橫-縱振動的仿真計算結果，獲得了摩擦式提升機運動學和動力學參數對鋼絲繩與襯墊動態蠕動的影響規律；基於Cable耦合振動模型構建的摩擦式提升系統鋼絲繩動力學-摩擦輪傳動耦合動力學，獲得了鋼絲繩的動態摩擦傳動與其振動狀態之間的關聯關係，揭示了鋼絲繩振動烈度對摩擦牽引力大小和穩定性的影響規律，以及摩擦係數對鋼絲繩動張力和襯墊之間整體滑移的影響作用。確定了摩擦式提升機的動態摩擦傳動安全性和摩擦牽引平穩性與提升機運行參數之間的關聯關係，並以此作為評價目標，最佳化了摩擦式提升機的運動學參數。選擇紅慶梁煤礦副立井提升機進行了工業性試驗，建立了該實際摩擦式提升系統的全尺寸仿真模型，驗證了理論模型的正確性。所取得的理論成果將為豐富柔性體的摩擦傳動機理、提高摩擦式提升機的摩擦傳動可靠性和運行安全性提供重要的基礎理論依據。
