柔性導向礦用電梯橫向偏擺關鍵技術研究.pdf

1、柔性導向礦用電梯是針對礦井提升過程的多水平工作面以及井道內剛性導向布置不方便等問題，結合普通電梯與繩罐道的優(yōu)點而設計并用于執(zhí)行人員、設備等在地面和井下往復運行的一種新型礦井提升設備，旨在改善礦井運輸過程的舒適性、安全性和高效性。柔性導向礦用電梯采用導向鋼絲繩，相比與剛性導向，在抑制轎廂運行過程中橫向偏擺能力較小，轎廂產生的橫向偏擺行為極大的威脅煤礦的運輸安全。本文采用理論計算與計算機仿真相結合的方法，研究了橫向氣流擾動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、防護等關鍵技術。
　　首先，本文研究了柔性導向礦用電梯的導向鋼絲繩的基本特性。主要從導向鋼絲繩的布置方式、張緊方式及橫向剛度三個方面研究，通過比較不同布置方式對轎廂扭轉的抵抗作用選擇最優(yōu)的導向鋼絲繩布置方式；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應的導向鋼絲繩的橫向剛度表達式，為下文研究轎廂的橫向偏擺奠定了基礎。
　　其次，本文研究了橫向的氣流擾動作用下的轎廂橫

3、向偏擺特性。基于流體力學分析軟件Fluent建立了轎廂-對重交錯過程三維模型，采用動網格技術模擬了轎廂-對重的交錯過程；通過仿真，得到了柔性導向礦用電梯在運行過程中的氣流擾動特性，并獲得在運行過程中的轎廂所受的等效橫向壓力值；運用對比研究方式，分析不同提升速度、轎廂-對重之間不同間距和井道不同初始風速下的橫向壓力分布情況，通過對等效橫向壓力曲線擬合，獲得近似氣流橫向擾動力，并將其作為提升系統(tǒng)的外載荷代入轎廂運動方程，計算得到了轎廂和對重

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)模型和動態(tài)模型，將轎廂的橫向偏擺情況等效為平動過程和轉動過程，分別通過靜力學平衡方程和動力學平衡方程求解得到轎廂靜態(tài)作用和動態(tài)作用下的橫向位移；為了驗證理論計算的正確性，運用動力學仿真軟件ADAMS建立電梯系統(tǒng)的仿真模型，求解轎廂的偏移量，并與理論計算結果相比較，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，并綜合氣動作用和偏載作用下的轎廂橫向位移，得到了運行過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比曲線，得到了張緊力與轎廂橫向位移的關系，并據(jù)此設計了鋼絲繩張緊裝置，通過液壓張緊裝置控制張緊力實現(xiàn)對轎廂橫向位移的控制；研究了不同導流裝置作用下的轎廂橫向壓力情況，通過對比，設