多约束条件下采煤机摇臂横向振动分析及试验验证
2021-01-22白杨溪陈洪月陈洪岩
工程设计学报 2020年6期
白杨溪,陈洪月,,陈洪岩,王 鑫
(1.辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁 阜新 123000;2.辽宁工程技术大学矿产资源开发利用技术及装备研究院,辽宁 阜新 123000)
采煤机是综采工作面的关键采掘设备,承担煤炭开采的重任[1-2]。由于煤矿井下工况环境恶劣,采煤机摇臂在截割载荷的作用下会产生强烈的振动,这会直接影响采煤机的使用寿命,因此有必要对采煤机摇臂的振动特性进行深入研究[3]。谢苗等[4]采用集中参数建模法构建了采煤机截割部的水平振动模型,并分析了摇臂摆角对截割部振动响应的影响;张义民等[5-6]构建了采煤机摇臂有限元模型,通过模态分析得到了摇臂的固有频率及主振型,并对摇臂的可靠性进行了研究;范晓婷[7]以MGTY750/1800-3.3D型采煤机的摇臂为研究对象,利用ANSYS软件对其关键部位的振动响应特性进行了分析;刘泽[8]利用振动测试系统采集了采煤机摇臂的振动信号,并通过融合算法对其截割模式进行识别;葛春喜[9]构建了滚筒式采煤机摇臂振动控制系统,并利用奈奎斯特判据对该系统的稳定性进行了分析;刘楷安等[10]基于虚拟样机技术构建了采煤机摇臂模型,并利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)软件对摇臂的振动规律进行了分析。
为研究采煤机摇臂的横向振动特性,本文拟展开以下工作。首先,依据欧拉-伯努利梁理论构建摇臂的横向振动微分方程;然后,考虑到滚筒、小摇臂及调高油缸对摇臂横向振动的影响,利用等效替换原则构建相应的约束方程;……
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