液粘可控软启动装置的设计与有限元研究-design and finite element study of soft start device with controllable liquid viscosity.docxVIP

摘要大型重载机械设备在起动过程中会受到严重的冲击，为了减少起动冲击对这些设备 造成的损害，人们常采用软启动装置对其进行保护。尤其是在矿山机械设备中，如作为 煤矿主要运输工具的带式输送机，工作时承受载荷大，运输距离长，运输时间长，功率 大，因此必须加设可靠的软启动装置才能确保带式输送机安全平稳运行。液粘调速离合 器就是近些年受人们重视的一种新型的软启动装置。该装置具有调速范围大、调速灵敏、 运行平稳、节电等优于其他软启动装置的特点。但在结构和功能上仍存在着应急能力差、 转速波动大、噪声大等方面的缺陷，不能满足一些企业的特定要求。因此，为了扩大其 应用领域，必须对该装置进行结构和功能方面的改进。本文所设计的液粘可控软启动装置是一种集减速、离合和调速为一体的液粘传动装 置，该装置是根据山东中川重工股份有限公司提出的特定要求而设计的，是能够实现大 转速范围的调速、大转矩工况下制动的组合型液粘可控软启动装置，应用范围比传统的 软启动装置更加广泛。在矿井下，使用该装置可以使带式输送机的驱动系统在工作时实 现空载启动、安全制动、过载保护等功能。本次设计内容主要包括齿轮传动部分和液粘软启动部分的设计，以及使两部分合理 连接的机械结构的设计。文中从设计方案的提出、传动方案的比较和选择到行星减速传 动部分的结构设计、结构强度校核、以及整个装置的润滑方案、液粘软启动部分的设计 等都作出了详细的分析和说明，运用 Slolidworks 对设计后的各零部件进行建模并完成整 个装置的装配，最后通过 ANSYS 软件对齿轮传动部分、行星架进行了强度和刚度分析， 验证了选择参数和设计计算的正确性。通过理论证明和有限元分析得出，本课题设计的 液粘可控软启动装置能够满足公司提出的设计要求；对于不同功率和不同负载的一系列 可控软启动变速装置，该设计方法都能适用，其分析方法也具有一定的推广意义。关键词：可控软启动，液粘传动，行星减速，强度校核，有限元分析ABSTRACTLarge heavy load mechanical would be severely impacted during start-up. The soft start device is used for protection, in order to reduce the impact of starting. Especially in the mining mechanical, such as belt conveyer which is used as the main transport device, the soft start device must be installed to protect its safety and steady operation, because of its large loads, long distance and long time transportation, high power. Recently people pay attention to the hydro-viscous speed governing clutch as a new soft start device. The device has the features such as large speed control range, sensitive speed control, stable operation, power saving and so on, which is better than other soft start devices. However, the device still has defects in the structures and functions such as large spatial occupancy, poor emergency capability, large noise, etc, which can’t satisfy the specific requirements of some enterprises. Therefore, the improvement must be carried on in its structures and functions, so as to enlarge its application fields.The hydraulic-viscous controlled soft start device designed in the paper is a hydraulic-viscous transmission which integrates