永磁悬浮带式输送机侧向力与跑偏仿真分析

在合理假设的基础上,对一种永磁悬浮带式输送机的磁悬浮支撑系统所受的侧向力数学模型进行仿真分析,仿真结果表明磁性输送带所受的侧向力与偏移量呈单调递增关系,输送带若发生偏移,则会引起侧向力的增加,从而引起输送带的进一步跑偏。而传统物理防跑偏措施并不适用于悬浮非接触式支撑方式。为了有效地解决永磁悬浮带式输送机的磁性输送带跑偏问题,设计了一种自动调偏装置并提出了相应的控制策略,通过调整永磁磁场与输送带的横向相对位置来改变侧向力大小,从而控制永磁悬浮带式输送机的跑偏,进一步的仿真验证了其可行性。

永磁悬浮带式输送机侧向力与跑偏问题

针对永磁悬浮带式输送机侧向稳定性问题,对平型、V型及槽型三种悬浮支撑结构进行研究。建立了三种悬浮系统的三维简化模型。基于FEM(finite element method)对悬浮力和侧向力进行有限元解析。结果表明,槽型结构承载能力和侧向防跑偏综合性能最好。将不同气隙情况下槽型结构侧向受力等效为磁力弹簧,拟合得到磁力弹簧动态载荷和刚度表达式,完成非线性弹簧一阻尼振动系统仿真。槽型结构悬浮系统在非平衡位置开始运动,在平衡位置附近振动,振幅逐渐减小,最终达到侧向平衡。结果表明,槽型永磁悬浮装置具有侧向自动回正调整功能。为永磁悬浮带式输送机结构设计及参数选择提供了参考。

永磁悬浮带式输送机悬浮力特性分析

建立了带式输送机永磁悬浮系统三维简化模型,基于FEM方法对不同永磁体厚度和不同气隙条件下的悬浮力进行有限元解析。提出将悬浮系统等效为磁力弹簧,二次拟合得到磁力弹簧动态载荷表达式并验证了方法的可靠性。给出了磁力弹簧动态刚度工作曲线,为永磁悬浮带式输送机结构设计及参数选择提供了参考。

随机载荷作用下输送机永磁支撑装置的自适应特性

为了保证低阻力永磁带式输送机的正常稳定运行,对随机载荷作用下输送机悬浮支撑装置的自适应特性进行仿真研究。在合理假设的基础上建立了悬浮支撑装置的纵向随机振动模型;经过三维实体造型,自适应控制系统建模,外部随机载荷的定义及边界条件的施加等环节,完成跨平台多软件联合仿真环境下的悬浮支撑装置虚拟样机,并进行仿真模拟。仿真结果表明,在随机载荷的作用下,输送带运行状态失稳;随着输送带悬浮气隙的变化,磁悬浮力进一步调整,从而能再次达到系统平衡,与试验结果相符。永磁悬浮带式输送机悬浮支撑装置具有自适应动态调整功能。