矿业研究与开发

作者：李卫民,王金颖,刘克宇,吴超,唐兆庆

关键词：深井提升系统;天轮;冲击限制理论;瞬态动力学;过渡圆角

天轮装置是矿井提升系统中用来改变钢丝绳转向、支撑和传递动力的关键部件,其性能直接影响提升系统的运行安全与工作效率.针对矿井提升系统向大井深、高速化、重载化方向发展所带来的强冲击与高应力问题,以纱岭金矿1547.5m 深矿井提升系统为研究对象,优化提升系统天轮结构以降低其应力集中,保障提升系统安全稳定运行.首先,基于启动冲击最小的理论原则,采用梯形加速度控制曲线计算天轮关键运动学参数;然后,采用ABAQUS软件对天轮进行瞬态动力学分析;最后,对天轮结构进行优化设计以缓解其应力集中现象.结果表明,梯形加速度控制曲线能有效控制提升系统启动、制动阶段的冲击载荷;天轮在轮辐与轮缘、轮毂的连接处存在明显的应力集中现象,最大应力达3.576 MPa;在天轮结构的轮辐与轮缘、轮毂连接处引入过渡圆角可显著改善应力分布,当过渡圆角半径为４０mm 时,天轮所受应力值较原结构天轮所受应力降低了22.13％,即合适的过渡圆角设计能有效优化天轮结构的应力分布,提升矿井提升系统的运行稳定性和可靠性.

来源：2025年第11期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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