盤式制動器摩擦副熱結構耦合及模態(tài)分析.pdf

1、隨著煤礦開采的深入發(fā)展，帶式輸送機已經作為煤礦運輸的主要設備而被廣泛應用，其制動系統性能的優(yōu)劣直接影響著輸送機運行的安全、穩(wěn)定，進而直接影響煤礦開采的順利運行。其中，盤式制動器由于其結構簡單、安裝維護方便、結構散熱較快而成為帶式輸送機的主要制動裝置，其摩擦副在制動過程中所體現出來的熱結構耦合效應成為影響盤式制動器振動、噪聲以及熱疲勞的主要因素，因此對盤式制動器進行熱力耦合分析有重要意義。
　　本文首先介紹了盤式制動器的研究現狀和熱

2、結構耦合分析的相關理論。在此基礎上，完成摩擦副的三維簡化建模并通過ANSYSWorkbench有限元分析平臺完成其制動過程的仿真模擬，揭示了制動過程中的溫度場、應力場的分布變化規(guī)律及相關原因。分析了制動盤溫度、應力沿軸向和徑向的變化趨勢，探討不同影響因素變化（初速度、制動時間、摩擦系數、材料密度）對其最高溫度變化的影響。仿真結果表明：制動盤和閘瓦的各點溫度均表現為先上升后下降的趨勢，制動盤摩擦區(qū)域的節(jié)點溫度曲線由于熱流輸入和對流換熱的交

3、替進行而表現為鋸齒狀波動，不同作用因素對最高溫度變化影響各有不同，摩擦副應力主要變現為熱應力且應力場變化分布則與溫度場高度相似。
　　通過搭建盤式制動工業(yè)試驗平臺，實驗驗證了制動盤正常制動工況下的溫度變化以徑向分布規(guī)律。探討了摩擦系數的影響因素并通過CFT摩擦磨損特性試驗儀分析不同初始轉速和不同制動時間下瞬時摩擦系數的變化規(guī)律。
　　研究了盤式制動器的振動模態(tài)并通過提取其制動盤和機架的前8階模態(tài)頻率進行對比分析。在此基礎上，