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AMESim在带式输送机停机过程设计中的应用
发布时间：2013-04-13 08:44 来源：未知
在带式输送机朝着长距离、高速化、大功率方向发展的情况下，其停机过程的合理设计具有重要意义，不合理的设计会使停机过程产生振荡，停机过程的过低张力会造成输送带的折叠和启动过程的事故。停机时间取决于输送机允许的停机运行距离，保证此距离较小的目的是防止停机过程中安全事故的发生和输送线上前后输送机停机的协调。采用传统的计算方法不能准确计算出停机过程的输送机运行距离，本文在AMESim平台下对带式输送机建模与仿真的基础上，系统研究输送机停机过程的力学模型和停机过程中重要参数的变化情况，为合理设计带式输送机系统的停机过程提供一种新的设计计算方法和理论依据。
1、仿真环境及模型的建立
AMESim由法国IMAGINE公司开发，为图形化的开发环境，用于工程系统的建模、仿真和动态性能分析。可以用AMESim的各种模型库来设计系统，快速达到建模仿真的目标，同时还提供了与Matlab、ADAMS等软件的接口，可方便地与这些软件进行联合仿真。
仿真对象为国内某2×600 MW火力发电厂的带式输送机，其主要参数为：输送机长度162. 55m，带速2.5 m/s，设计输送量l 500 t/h．带宽1.4 m，主电动机额定功率132 kW，转速l 487 r／min，总减速比25，输送带为聚脂帆布，拉紧方式为重锤拉紧。利用AMESim中的机械类模块对带式输送机建模，如图1所示。在AMESim下建立模型非常直观，建模界面与有限元模型非常相似。
2、停机过程的仿真与分析
本文分别对该输送机的2种停机方式进行分析。一种是自由停机的状态，在此种情况下，当制动滚筒停止后，在输送带的张力差小于制动力时，制动滚筒成为固定端。另一种是当输送机的驱动装置断电后加上制动力，制动滚筒尚未达到停止运行时的状态。自由停机过程如图2所示，头部停止时间20 s，尾部停止时间为22 s。当自由停机开始时，驱动力消失。在14s前输送带的速度在尾部发生转折，在14 s时尾部输送带单元速度与头部相同，因而在此时前承载段头部到尾部的输送带长度增加，造成输送带张力降低，载荷分布已经出现输送带张力为“负”值，说明如果采用自由停机会造成输送带堆积的情况，从而发生事故。为避免这种现象出现，需在输送机的尾部设置制动器。图3为有制动停机过程输送带头尾的速度对比曲线，从图3可见有制动停机时，头部带速按控制的速度曲线变化。
带式输送机停机过程的设计需考虑停机时间、拉紧位移、输送带张力等问题。理想的停机过程还应按速度控制进行，在设计时有必要考虑输送机断电的可能性。因此在设计时必须对自由停机过程进行验算，当自由停机过程不能满足要求时需设置制动，制动的设置位置应在低张力区的后部，以提高低张力区的张力。停机时间取决于输送机允许的停机运行距离，保证较小距离的目的是防止停机过程发生事故和输送线上前后输送机停机的协调，而采用常规的计算方法不能准确计算出停机过程的输送机运行距离。图4为自由停机时输送机头部和尾部的运行距离，图中时间为O的初始值为正常运行时头部到尾部输送带的伸长量。因此需设置制动器减小此值。经过多次仿真实验得出当设置制动器的制动力矩为3000Nm时，可以消除图2中出现的问题。
3、结语
基于AMESim软件建立带式输送机仿真模型，通过仿真分析，可以看到输送带各部分速度以及其他参数的变化，以便更合理地确定设计参数。充分利用AMESim仿真软件图形化的开发环境，设计者可以专注于物理系统本身，有效提高设计效率。以上仿真过程和理论结果基本一致。利用AMESim对带式输送机仿真将为输送机制动过程的分析和控制以及输送机系统的优化设计提供精确的分析手段和计算方法。
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