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1
问
题的提出
随着现代科技日新月异
!
重型刮板输送机向大
型化
"
高速化方向发展
!
其振动问题日益受到关注
#
为了减小链条上的动载荷
!
应尽量避免产生共振现
象
!
研究和解决重型刮板输送机的振动问题成为目
前工程领域的重要课题
$
2
刮
板输送机动力学模型
刮板输送机的刮板链是典型的黏弹性构件
!
同
时具有黏性和弹性
!
种
基本特性
$
刮板链的这种特
性可以由黏性元件和弹性元件经过并联或者串联
所组成的某种模型来表示
!
比如
!
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模
型
%
’
()*+
模
型等
$
,
"#$%&&
模
型描述的是弹性流体的特性
!
而
-
()*+
模型描述的
是弹性固体的特性
$
综合
!
种模型的
特征
!
-
()*+
模型更
切合本课题研究内容的实际情况
$
本文在考虑了刮板链条的非线性
!
溜槽弹性以
及溜槽与溜槽的间隙
!
链条经过主
"
从动链轮时所
产生的缠绕阻力
!
重载段刮板链
"
煤炭与中部溜槽
的磨擦阻力
!
回空段刮板链与中部溜槽的摩擦阻
力
!
中部溜槽与地面的摩擦阻力等情况下
!
将刮板
链划分成有限个单元体并与头尾驱动系统联系起
来
!
得出如图
.
所
示的刮板输送机动力学有限元模
型
!
根据该模型
!
经过大量的计算
!
建立了该模型的
动力学微分方程
式中
!
.
"
!
"/
.
&
&
&
由
电机转子
%
联轴器
%
减速器传动
部件及链轮等组成的等效转动质
量
’
F
"
%
F
#
&
&
&
机
头机尾驱动电机的驱动力
’
#
.
&
&
&
刮
板链条绕过链轮的弯曲阻力
’
#
!
&
&
&
刮
板链
%
煤与溜槽的摩擦阻力
’
#
$
&
&
&
回
空段链与溜槽的摩擦阻力
0
#
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&
&
&
中
部溜槽与地面的摩擦阻力
’
$
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&
刮
板链刚度系数
!
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$
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溜
槽刚度系数
!
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&
&
&
链
条的阻尼系数
!
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!…
&
$
图
1
刮板输送机动力学模型
3
系
统的模态分析
将刮板输送机动力学模型写成矩阵
(
M
)
*
+
·
·
+
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(
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)
*
+
·
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式中
(
M
)
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&
每
个单元的质量所组成的质量矩阵
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(
C
)
&&
&
每
个单元的阻尼所组成的阻尼矩阵
’
(
K
)
&&
&
每
个单元的刚度所组成的刚度矩阵
’
ω
&
&
&
每
个单元所受阻力组成的阻力矩阵
$
一个系统的固有频率和主振型完全决定于系
统本身固有的物理性质
!
与外界作用力无关
!
由于
阻尼系数很小
!
对振动的影响不大
!
故忽略掉阻尼
力对振动的影响
!
这样就得到一个简化后的方程
(
M
)
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·
·
+
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6
煤
矿 机 械
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D%EA 36.9
第
9
:
卷
第
6C
期
3
6.9
年
6C
月
重型刮板输送机振动问题的研究
张
志雄
,
刘英林
,
太原理工大学 机械工程学院
!
太原
69
663:
-
摘
要
:
在考虑了刮板链条的非线性
、
输送机中部溜槽的间隙及弹性
、
链条与链轮的啮合特性
等条件下
,
建立了刮板输送机非线性的动力学有限元模型及其方程
;
通过模态分析
,
对重型刮板输
送机的振动问题进行了研究
,
得
出了刮板输送机在各种工况下的固有频率以及前
6
阶主振型图
。
关
键词
:
刮板输送机
;
振动
;
模态分析
中图分类号
:
F
GH3I
文
献标志码
/
"
文
章编号
/
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#
:
#
9
:
3
DOI:10.13436/j.mkjx.2013.09.062
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