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皮帶輸送機故障分析與預測系統研究該研究的主要內容可以概括為3個方面：一是確定皮帶輸送機典型故障的相關力學參數；二是建立用于故障分析預測的數學模型；三是進行數學模型的計算機語言編譯及二次開發。

1、典型故障及力學參數的研究

研究皮帶輸送機典型故障及其力學參數是軟件研發中的一項基礎性工作。皮帶輸送機故障繁雜，導致分析和預測這些故障所涉及的研究內容寬泛眾多。為準確把握研究的切入點，我們首先對輸送機的常見故障進行了統計分析，其中與力學密切相關且可建立計算模型的典型故障大致可以分為6類：輸送帶打滑(甚至起火)，滾筒包膠磨損，滾筒斷裂和軸端磨損，滾筒和托輥的移位或增減，驅動單元變化，帶面損壞。

深入研究篩選以上典型故障中設計的力學參數，從中提取建模必須的獨立變量，如驅動力、張緊力、摩擦力、滾筒和托輥的旋轉摩擦阻力、滾筒上的扭矩、壓力，以及兩側皮帶上的拉力等。

2、故障分析預測模型的建立

對歸納出的皮帶輸送機典型故障進行數學建模，所設計到的計算公司可以概括為五大部分：輸送機阻力計算、驅動力及部件受力計算，包膠與輸送帶間摩擦力計算，摩擦熱能轉換計算，以及橡膠磨耗計算。建模過程中，需要將已總結出的全部故障力學參數作為獨立變量納入到數學模型中。

(1)運行阻力計算是皮帶輸送機力學分析的基礎，主要內容包括：主要阻力，附加阻力，主要特征阻力，附加特種阻力，傾斜阻力，以及由以上阻力相加得到的運行總阻力。需要特別說明的是，在建模過程中，必須對一些部件(如滾筒、托輥、清掃器等)的數量、形式及位置設置相應的參數變量，保證模型對各型皮帶輸送機典型故障具有廣泛的適用性。

(2)驅動力計算中包括驅動滾筒軸功率、電動機驅動力、偶合器等連接部件的扭矩等，在建模中需要設置驅動部件空間布置、啟動方式、運行數量所對應的參數變量。部件受力計算中設計到輸送帶運行張力、傳動件受力、滾筒結構受力、軸承座結構受力及托輥受力等。

(3)包膠與輸送帶間摩擦力計算的主要研究對象為輸送帶正常運行過程中，由于輸送帶的兩端驅動張力不同以及橡膠彈性拉伸現象，導致的滾筒包膠與輸送帶膠面之間產生的滑動摩擦。該部分的主要計算內容包括：輸送帶下膠層的彈性形變很大值，包膠與接觸介質相對運動的平均速度，輸送帶對包膠的單位壓力，以及單位圓心角對應的輸送帶與包膠接觸面積上的摩擦力等。

(4)摩擦熱能轉換計算的主要研究對象為滾筒竄軸或托輥損壞時摩擦產生的發熱現象。采用運動學及熱力學理論研究計算輸送帶對滾筒的摩擦力，滾筒竄軸是的軸向力，軸承座迷宮端環面摩擦功率以及摩擦導溫的溫升兩等。

(5)在橡膠磨耗計算部分，首先從包膠接觸介質、包膠層正壓力，以及包膠與接觸介質間相對運動3個方面入手研究并明確滾筒包膠磨損機理，依據Hertz接觸理論和杰利雅根定律，采用微元積分的方法建立摩擦力學模型，結合橡膠線磨損理論，計算出滑動角范圍內滾筒包膠的圓周角磨損率和滾筒轉動一圈包膠的平均磨損率。

應用該軟件先后成功開展了滾筒包膠磨損研究及抗磨損規劃、滾筒竄軸發熱研究，在線監測規劃、滾筒位置科學設置研究，以及皮帶輸送機減電機節能運行研究等重點科研改造項目。以上項目科研為企業節約大量的維修成本，經濟效益明顯。更為重要的是，軟件的使用較大低降低了一線技術人員在故障分析過程中的計算強度，提高了輸送機故障分析預測的準確性，顯著減少了輸送機故障時間，也為提升皮帶輸送機技術管理與維修水平提供了有力的技術保障。