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天轮摆动对矿井提升机悬绳横向振动影响(下)


多绳摩擦提升机悬绳势能

。  根据广义Hamilton原理,对系统利用变分法,在 t=tt=t 两个运动时刻之间的运动满足能量守恒

对式(3)进行求解,得到悬绳横向振动控制方程

2 离散化求解

    式(4)为多自由度的偏微分方程,直接进行求解比较困难。利用Galerkin方法,将多绳摩擦提升机悬绳横向振动方程离散成常微分方程。当天轮轴向摆动产生横向振动激励时,悬绳中点的横向振动最大。假设悬绳中点横向振动位移

    对式(6)进行求解,得到q(t),并将其带入式(5),即可得到悬绳中点在运行过程中的横向振动位移w(l/2,t)

3  MATLAB 仿真

    对于天轮摆动对多绳摩擦式提升机悬绳的横向振动影响,可以使用MATLAB软件对多绳摩擦提升机悬绳进行仿真分析。多绳摩擦提升机的主要参数:

    对多绳摩擦提升系统上升过程中的悬绳横向振动进行分析。提升系统上升运动规律如图4所示。

    按照图4提升系统运动规律,选择不同的天轮摆动幅值,对悬绳中点进行数值仿真。根据《煤矿机电设备完好标准》,当天轮半径为2.25m,允许的天轮最大端面圆跳动为8mm。但是矿井实际运行中,天轮的圆跳动有时能够达到20mm。选圆跳动分别为8mm、20mm和22mm三个数值进行仿真分析。悬绳中点处钢丝绳横向振动位移曲线如图5所示。

    选择多绳摩擦提升机悬绳间距为400mm。当圆跳动为8mm,悬绳横向振动小于100mm,运行平稳,不会发生悬绳碰撞;当圆跳动为20mm,悬绳横向振动接近200mm悬绳横向振动接近发生碰撞;当圆跳动为22 mm,悬绳横向振动超过200mm,悬绳会发生碰撞危险。因此,需要定期对天轮圆跳动进行监测和测量,使天轮圆跳动最大值小于22mm

4 结语

    针对天轮使用过程中产生轴向摆动对多绳摩擦提升机悬绳横向振动的影响进行了分析。建立了多绳摩擦式提升机悬绳动力学模型。并对数学模型进行了求解。最后利用MATLAB软件对多绳摩擦式提升机上升过程天轮摆动不同的振幅对悬绳的横向振动进行了仿真分析。仿真分析表明,当天轮摆动振幅超过22mm时,悬绳有发生碰撞危险。

参考文献:

    [1]吴娟,寇子明,梁敏,等.摩擦提升系统钢丝绳纵向一横向耦合振动分析[J].中国矿业大学学报,2015,44(5):885-892.

 

    [2]包继虎,张鹏,朱昌明,变长度柔性提升系统钢丝绳横向振动建模及分析[J].上海交通大学学报,2012,46(3):341-345.

 

    [3]姚运萍,雷金龙.提升系统钢丝绳纵向振动的控制研究[J].煤矿机械,2015,36(2):88-90.

    [4]张晓林,沈强峻.多绳摩擦提升钢丝绳纵向张力动态特性[J].煤矿机械,2013,34(12):49-51.

 

    作者简介:马文文(1985-),山西大同人,硕士研究生,现从事机电设备管理工作

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