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天輪擺動(dòng)對(duì)礦井提升機(jī)懸繩橫向振動(dòng)影響（下）

發(fā)布時(shí)間：

2024-03-08

來(lái)源：

多繩摩擦提升機(jī)懸繩勢(shì)能

。  根據(jù)廣義Hamilton原理,對(duì)系統(tǒng)利用變分法，在 t=t和 t=t 兩個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)刻之間的運(yùn)動(dòng)滿足能量守恒

對(duì)式(3)進(jìn)行求解,得到懸繩橫向振動(dòng)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(dòng)方程離散成常微分方程。當(dāng)天輪軸向擺動(dòng)產(chǎn)生橫向振動(dòng)激勵(lì)時(shí)，懸繩中點(diǎn)的橫向振動(dòng)最大。假設(shè)懸繩中點(diǎn)橫向振動(dòng)位移

    對(duì)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(guò)程中的橫向振動(dòng)位移w(l/2,t)。

3  MATLAB 仿真

    對(duì)于天輪擺動(dòng)對(duì)多繩摩擦式提升機(jī)懸繩的橫向振動(dòng)影響，可以使用ＭＡＴＬＡＢ軟件對(duì)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(duì)多繩摩擦提升系統(tǒng)上升過(guò)程中的懸繩橫向振動(dòng)進(jìn)行分析。提升系統(tǒng)上升運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖４所示。

    按照?qǐng)D４提升系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇不同的天輪擺動(dòng)幅值，對(duì)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(dòng)為８ｍｍ。但是礦井實(shí)際運(yùn)行中，天輪的圓跳動(dòng)有時(shí)能夠達(dá)到２０ｍｍ。選圓跳動(dòng)分別為８ｍｍ、2０ｍｍ和２２ｍｍ三個(gè)數(shù)值進(jìn)行仿真分析。懸繩中點(diǎn)處鋼絲繩橫向振動(dòng)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(dòng)為8mm時(shí),懸繩橫向振動(dòng)小于100mm,運(yùn)行平穩(wěn),不會(huì)發(fā)生懸繩碰撞;當(dāng)圓跳動(dòng)為20mm時(shí),懸繩橫向振動(dòng)接近200mm懸繩橫向振動(dòng)接近發(fā)生碰撞;當(dāng)圓跳動(dòng)為22 mm時(shí),懸繩橫向振動(dòng)超過(guò)200mm，懸繩會(huì)發(fā)生碰撞危險(xiǎn)。因此,需要定期對(duì)天輪圓跳動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)量,使天輪圓跳動(dòng)最大值小于22mm。

4 結(jié)語(yǔ)

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

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(dòng)分析［Ｊ］．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，２０１５，４４（５）：８８５－８９２．

 

    ［２］包繼虎，張鵬，朱昌明，變長(zhǎng)度柔性提升系統(tǒng)鋼絲繩橫向振動(dòng)建模及分析［Ｊ］．上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，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(dòng)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(dòng)態(tài)特性［Ｊ］．煤礦機(jī)械，２０１３，３４（１２）：４９－５１．

 

    作者簡(jiǎn)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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