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随着煤矿开采的深入发展,带式输送机已经作为煤矿运输的主要设备而被广泛应用,其制动系统性能的优劣直接影响着输送机运行的安全、稳定,进而直接影响煤矿开采的顺利运行。其中,盘式制动器由于其结构简单、安装维护方便、结构散热较快而成为带式输送机的主要制动装置,其摩擦副在制动过程中所体现出来的热结构耦合效应成为影响盘式制动器振动、噪声以及热疲劳的主要因素,因此对盘式制动器进行热力耦合分析有重要意义。本文首先介绍了盘式制动器的研究现状和热结构耦合分析的相关理论。在此基础上,完成摩擦副的三维简化建模并通过ANSYSWorkbench有限元分析平台完成其制动过程的仿真模拟,揭示了制动过程中的温度场、应力场的分布变化规律及相关原因。分析了制动盘温度、应力沿轴向和径向的变化趋势,探讨不同影响因素变化(初速度、制动时间、摩擦系数、材料密度)对其最高温度变化的影响。仿真结果表明:制动盘和闸瓦的各点温度均表现为先上升后下降的趋势,制动盘摩擦区域的节点温度曲线由于热流输入和对流换热的交替进行而表现为锯齿状波动,不同作用因素对最高温度变化影响各有不同,摩擦副应力主要变现为热应力且应力场变化分布则与温度场高度相似。通过搭建盘式制动工业试验平台,实验验证了制动盘正常制动工况下的温度变化以径向分布规律。探讨了摩擦系数的影响因素并通过CFT摩擦磨损特性试验仪分析不同初始转速和不同制动时间下瞬时摩擦系数的变化规律。研究了盘式制动器的振动模态并通过提取其制动盘和机架的前8阶模态频率进行对比分析。在此基础上,对其机架进行结构上的优化,从而为其避免共振和减小摩擦副振动提供了参考依据。