帶式輸送機磁懸浮支撐力和皮帶張力的計算

　　根據皮帶輸送機的結構特性，磁懸浮系統在輸送方向上的磁場(chǎng)分布情況是類(lèi)似的，只需要取輸送方向上單位長(cháng)度的輸送帶和電磁體結構進(jìn)行磁場(chǎng)力的分析計算即可。選取輸送方向長(cháng)度為1m，磁懸浮支撐裝置呈瓦形結構，即呈圓弧狀。按照初步選定帶式輸送機的輸送帶型號和磁懸浮支撐永磁體的屬性，通過(guò)有限元分析法計算兩永磁體間的排斥力大小。
　　從帶式輸送機的輸送帶整體結構來(lái)看，沿運輸方向橫截面的結構都是相同的，為了簡(jiǎn)化模型和降低ANSYS求解的壓力，利用系統結構的對稱(chēng)性。磁懸浮系統的橫截面磁路布置結構來(lái)建立二維磁場(chǎng)分析的模型，帶式輸送機的輸送帶和電磁體的永磁芯極化方向為徑向，因此需要先建立柱坐標系，這樣兩者的極化方向均結構圓弧的徑向，方向相反。
　　帶式輸送機永磁體的加載主要是對永磁體周?chē)目諝鈫卧獏^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)計算兩組件所受磁場(chǎng)力的大小。帶式輸送機永磁體間因不存在電流源，其磁斥力無(wú)法通過(guò)電場(chǎng)力來(lái)計算，需要采用虛功原理來(lái)求解。
　　帶式輸送機完成載荷約束后，就可以求解磁懸浮系統的整個(gè)磁場(chǎng)強度的分布情況和輸送帶的受力情況，從求解的磁場(chǎng)強度和磁力線(xiàn)云圖可以很直觀(guān)地看到磁懸浮系統磁路的分布情況。取帶式輸送機運輸方向1mm長(cháng)輸送帶為計算對象，則2m寬輸送帶和物料在該二維平面內自重載荷為4.182N。顯然電磁場(chǎng)和永磁場(chǎng)所施加給輸送帶的線(xiàn)載荷完全能夠滿(mǎn)足輸送帶的承載要求。
　　通過(guò)Maxwell應力張量法計算帶式輸送機張力得到的結果與理論計算的結果較為接近，通過(guò)虛功原理計算得到的結果有一點(diǎn)的偏差。但總體計算結果均能滿(mǎn)足帶式輸送機輸送帶的輸送要求，且存在一定的富余，可以適當減小線(xiàn)圈的電流大小，降低能量損耗。帶式輸送機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(mǎn)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的整機虛擬樣機模型，根據上節對磁浮裝置磁場(chǎng)力的分析計算，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的動(dòng)力學(xué)分析中可以將磁懸浮支撐永磁體的結構簡(jiǎn)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的均布作用力。

 

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