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天輪擺動對礦井提升機(jī)懸繩橫向振動影響(下)


多繩摩擦提升機(jī)懸繩勢能

,。  根據(jù)廣義Hamilton原理,對系統(tǒng)利用變分法,,在 t=tt=t 兩個運(yùn)動時刻之間的運(yùn)動滿足能量守恒

對式(3)進(jìn)行求解,得到懸繩橫向振動控制方程

2 離散化求解

    式(4)為多自由度的偏微分方程,直接進(jìn)行求解比較困難,。利用Galerkin方法,,將多繩摩擦提升機(jī)懸繩橫向振動方程離散成常微分方程。當(dāng)天輪軸向擺動產(chǎn)生橫向振動激勵時,,懸繩中點(diǎn)的橫向振動最大,。假設(shè)懸繩中點(diǎn)橫向振動位移

    對式(6)進(jìn)行求解,得到q(t),并將其帶入式(5),,即可得到懸繩中點(diǎn)在運(yùn)行過程中的橫向振動位移w(l/2,t),。

3  MATLAB 仿真

    對于天輪擺動對多繩摩擦式提升機(jī)懸繩的橫向振動影響,可以使用MATLAB軟件對多繩摩擦提升機(jī)懸繩進(jìn)行仿真分析,。多繩摩擦提升機(jī)的主要參數(shù):

    對多繩摩擦提升系統(tǒng)上升過程中的懸繩橫向振動進(jìn)行分析,。提升系統(tǒng)上升運(yùn)動規(guī)律如圖4所示。

    按照圖4提升系統(tǒng)運(yùn)動規(guī)律,,選擇不同的天輪擺動幅值,,對懸繩中點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值仿真。根據(jù)《煤礦機(jī)電設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)》,,當(dāng)天輪半徑為2.25m,,允許的天輪最大端面圓跳動為8mm。但是礦井實際運(yùn)行中,,天輪的圓跳動有時能夠達(dá)到20mm,。選圓跳動分別為8mm、20mm和22mm三個數(shù)值進(jìn)行仿真分析,。懸繩中點(diǎn)處鋼絲繩橫向振動位移曲線如圖5所示,。

    選擇多繩摩擦提升機(jī)懸繩間距為400mm。當(dāng)圓跳動為8mm,懸繩橫向振動小于100mm,運(yùn)行平穩(wěn),不會發(fā)生懸繩碰撞;當(dāng)圓跳動為20mm,懸繩橫向振動接近200mm懸繩橫向振動接近發(fā)生碰撞;當(dāng)圓跳動為22 mm,懸繩橫向振動超過200mm,懸繩會發(fā)生碰撞危險,。因此,需要定期對天輪圓跳動進(jìn)行監(jiān)測和測量,使天輪圓跳動最大值小于22mm,。

4 結(jié)語

    針對天輪使用過程中產(chǎn)生軸向擺動對多繩摩擦提升機(jī)懸繩橫向振動的影響進(jìn)行了分析。建立了多繩摩擦式提升機(jī)懸繩動力學(xué)模型,。并對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了求解,。最后利用MATLAB軟件對多繩摩擦式提升機(jī)上升過程天輪擺動不同的振幅對懸繩的橫向振動進(jìn)行了仿真分析。仿真分析表明,,當(dāng)天輪擺動振幅超過22mm時,,懸繩有發(fā)生碰撞危險。

參考文獻(xiàn):

    [1]吳娟,,寇子明,,梁敏,等.摩擦提升系統(tǒng)鋼絲繩縱向一橫向耦合振動分析[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報,,2015,,44(5):885-892.

 

    [2]包繼虎,張鵬,,朱昌明,,變長度柔性提升系統(tǒng)鋼絲繩橫向振動建模及分析[J].上海交通大學(xué)學(xué)報,2012,,46(3):341-345.

 

    [3]姚運(yùn)萍,,雷金龍.提升系統(tǒng)鋼絲繩縱向振動的控制研究[J].煤礦機(jī)械,2015,36(2):88-90.

    [4]張曉林,沈強(qiáng)峻.多繩摩擦提升鋼絲繩縱向張力動態(tài)特性[J].煤礦機(jī)械,,2013,,34(12):49-51.

 

    作者簡介:馬文文(1985-),山西大同人,,碩士研究生,,現(xiàn)從事機(jī)電設(shè)備管理工作

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