帶式輸送機(jī)磁懸浮支撐力和皮帶張力的計(jì)算

　　根據(jù)皮帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特性，磁懸浮系統(tǒng)在輸送方向上的磁場分布情況是類似的，只需要取輸送方向上單位長度的輸送帶和電磁體結(jié)構(gòu)進(jìn)行磁場力的分析計(jì)算即可。選取輸送方向長度為1m，磁懸浮支撐裝置呈瓦形結(jié)構(gòu)，即呈圓弧狀。按照初步選定帶式輸送機(jī)的輸送帶型號和磁懸浮支撐永磁體的屬性，通過有限元分析法計(jì)算兩永磁體間的排斥力大小。
　　從帶式輸送機(jī)的輸送帶整體結(jié)構(gòu)來看，沿運(yùn)輸方向橫截面的結(jié)構(gòu)都是相同的，為了簡化模型和降低ANSYS求解的壓力，利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的對稱性。磁懸浮系統(tǒng)的橫截面磁路布置結(jié)構(gòu)來建立二維磁場分析的模型，帶式輸送機(jī)的輸送帶和電磁體的永磁芯極化方向?yàn)閺较?，因此需要先建立柱坐?biāo)系，這樣兩者的極化方向均結(jié)構(gòu)圓弧的徑向，方向相反。
　　帶式輸送機(jī)永磁體的加載主要是對永磁體周圍的空氣單元區(qū)添加磁通量平行和垂直條件，也就是對空氣單元外圍的面單元施加磁通量平行和垂直邊界條件，為了求解輸送帶的磁力大小，還需要分別對輸送帶和電磁體的永磁芯所有劃分的單元施加力的邊界條件，分別建立兩個(gè)永磁體的力邊界條件組件，以便在后處理時(shí)計(jì)算兩組件所受磁場力的大小。帶式輸送機(jī)永磁體間因不存在電流源，其磁斥力無法通過電場力來計(jì)算，需要采用虛功原理來求解。
　　帶式輸送機(jī)完成載荷約束后，就可以求解磁懸浮系統(tǒng)的整個(gè)磁場強(qiáng)度的分布情況和輸送帶的受力情況，從求解的磁場強(qiáng)度和磁力線云圖可以很直觀地看到磁懸浮系統(tǒng)磁路的分布情況。取帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方向1mm長輸送帶為計(jì)算對象，則2m寬輸送帶和物料在該二維平面內(nèi)自重載荷為4.182N。顯然電磁場和永磁場所施加給輸送帶的線載荷完全能夠滿足輸送帶的承載要求。
　　通過Maxwell應(yīng)力張量法計(jì)算帶式輸送機(jī)張力得到的結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果較為接近，通過虛功原理計(jì)算得到的結(jié)果有一點(diǎn)的偏差。但總體計(jì)算結(jié)果均能滿足帶式輸送機(jī)輸送帶的輸送要求，且存在一定的富余，可以適當(dāng)減小線圈的電流大小，降低能量損耗。帶式輸送機(jī)的輸送帶與瓦形電磁體接觸面上所受懸浮力的大小完全能夠滿足其上物料和自身重力承載的需要。
　　所建立的柔性化處理后的帶式輸送機(jī)的整機(jī)虛擬樣機(jī)模型，根據(jù)上節(jié)對磁浮裝置磁場力的分析計(jì)算，輸送帶在豎直方向的受力情況可以看成始終是平衡狀態(tài)，即輸送帶和物料的綜合重力載荷與磁懸浮支撐電磁體的磁浮力載荷大小相等方向相反。在磁懸浮帶式輸送機(jī)的動力學(xué)分析中可以將磁懸浮支撐永磁體的結(jié)構(gòu)簡化處理，直接將其定義為作用于輸送帶的均布載荷力，而輸送帶上的物料也同樣可以等效為相應(yīng)的均布作用力。

 

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