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走進(jìn)中實(shí)中實(shí)洛陽(yáng)機械工程科技有限公司（原中實(shí)洛陽(yáng)工程塑料有限公司）于2017年11月01日更名成立，注冊資金5000萬(wàn)元。專(zhuān)門(mén)從事摩擦襯墊的研制、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，以及礦山設備、配件的生產(chǎn)。
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技術(shù)實(shí)力是中國礦業(yè)大學(xué)礦山機械摩擦材料科研基地、教學(xué)實(shí)習基地，是河南科技大學(xué)產(chǎn)學(xué)研基地，是中國重型機械工業(yè)協(xié)會(huì )會(huì )員單位，是摩擦襯墊、塑料襯板等五項產(chǎn)品行業(yè)標準制定者。
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新聞資訊我公司擁有高水品的研發(fā)團隊和先進(jìn)的檢測設備，具有足夠的能力優(yōu)化已有的產(chǎn)品和研發(fā)新產(chǎn)品，產(chǎn)品系列化，結構多樣化，性能更加完善。
天輪擺動(dòng)對礦井提升機懸繩橫向振動(dòng)影響（上）
發(fā)布時(shí)間：
2024-03-06
來(lái)源：
摩擦提升機鋼絲繩離開(kāi)摩擦輪輪緣至天輪輪緣的一段鋼絲繩通常稱(chēng)為懸繩。懸繩的橫向振動(dòng)比縱向振動(dòng)劇烈。天輪在運行過(guò)程中，由于同軸度誤差會(huì )造成天輪的軸向跳動(dòng)，給提升鋼絲繩施加周期性的橫向振動(dòng)激勵，容易引起懸繩的橫向振動(dòng)。天輪擺動(dòng)引起的懸繩橫向振動(dòng)如圖１所示。
懸繩持續劇烈的橫向振動(dòng)往往會(huì )造成相鄰軸向運動(dòng)懸繩之間的劇烈碰擦，嚴重損傷鋼絲繩表面，造成斷絲斷股，加速鋼絲繩的破斷，嚴重影響鋼絲繩的使用壽命，此外懸繩劇烈的橫向振動(dòng)容易加速繩槽磨損，縮短天輪使用壽命。天輪軸向擺幅過(guò)大，會(huì )縮短鋼絲繩的使用壽命并加速鋼絲繩的破斷，危及礦井提升安全。
多繩摩擦提升機由于單次提升容量大、提升深度高、安裝和維護方便等優(yōu)點(diǎn)在煤礦中使用的越來(lái)越多。根據《煤礦機電設備完好標準》，在多繩摩擦提升系統中，當天輪直徑為中４．５ｍｍ時(shí)，允許天輪最大端面圓跳動(dòng)為８ｍｍ。而在實(shí)際工況中，天輪軸向擺動(dòng)位移峰值已超過(guò)標準規定，最大已經(jīng)達到２０ｍｍ，易造成相鄰懸繩發(fā)生碰撞危險。因此需要分析天輪軸向擺動(dòng)對多繩摩擦式提升機懸繩橫向振動(dòng)的影響，保障多繩摩擦式提升機安全穩定運行。
1 礦井提升機動(dòng)力學(xué)模型
礦井多繩摩擦提升機的結構如圖２所示。多繩摩擦式提升機多根平行的懸繩具有相同的動(dòng)力學(xué)特性，可以對單根懸繩進(jìn)行研究。因此采用固定坐標系統描述提升懸繩的橫向振動(dòng)。多繩摩擦提升機動(dòng)力學(xué)模型如圖３所示。
將摩擦輪與懸繩接觸點(diǎn)作為固定參考坐標ＯＸＹ的原點(diǎn)０。將箕斗簡(jiǎn)化為一個(gè)剛性重物直接連接于主繩的下端，忽略尾繩對系統的影響。多繩摩擦式提升機向上運動(dòng)。
建模和求解基于以下假設：鋼絲繩具有均勻性、各項同性以及連續性，且彈性模量、線(xiàn)密度、橫截面積始終保持不變；提升繩為勻質(zhì)鋼絲繩，線(xiàn)密度為常數；不考慮提升過(guò)程中可能出現的滑繩情況；不考慮繩的扭轉振動(dòng)、縱向振動(dòng)；懸繩由于橫向振動(dòng)引起的彈性變形遠小于整根懸繩的長(cháng)度，且應力不超過(guò)彈性極限并服從胡克定律；忽略空氣阻力的影響；摩擦輪是理想輪，對懸繩橫向振動(dòng)無(wú)影響。
多繩摩擦提升機懸繩動(dòng)能
式（１）中下標ｔ表示對ｔ的偏微分，下標ｘ表示對ｘ的偏微分，下面各式中含義相同。
多繩摩擦提升機懸繩勢能
根據廣義Hamilton原理,對系統利用變分法，在 t=t和 t=t 兩個(gè)運動(dòng)時(shí)刻之間的運動(dòng)滿(mǎn)足能量守恒
對式(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，將多繩摩擦提升機懸繩橫向振動(dòng)方程離散成常微分方程。當天輪軸向擺動(dòng)產(chǎn)生橫向振動(dòng)激勵時(shí)，懸繩中點(diǎn)的橫向振動(dòng)最大。假設懸繩中點(diǎn)橫向振動(dòng)位移
把式(5)帶入到式(4),得到懸繩橫向振動(dòng)常微分方程
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)在運行過(guò)程中的橫向振動(dòng)位移w(l/2,t)。
3 MATLAB 仿真
對于天輪擺動(dòng)對多繩摩擦式提升機懸繩的橫向振動(dòng)影響，可以使用ＭＡＴＬＡＢ軟件對多繩摩擦提升機懸繩進(jìn)行仿真分析。多繩摩擦提升機的主要參數：
對多繩摩擦提升系統上升過(guò)程中的懸繩橫向振動(dòng)進(jìn)行分析。提升系統上升運動(dòng)規律如圖４所示。按照圖４提升系統運動(dòng)規律，選擇不同的天輪擺動(dòng)幅值，對懸繩中點(diǎn)進(jìn)行數值仿真。根據《煤礦機電設備完好標準》，當天輪半徑為２．２５ｍ，允許的天輪最大端面圓跳動(dòng)為８ｍｍ。但是礦井實(shí)際運行中，天輪的圓跳動(dòng)有時(shí)能夠達到２０ｍｍ。選圓跳動(dòng)分別為８ｍｍ、２０ｍｍ和２２ｍｍ三個(gè)數值進(jìn)行仿真分析。懸繩中點(diǎn)處鋼絲繩橫向振動(dòng)位移曲線(xiàn)如圖５所示。
選擇多繩摩擦提升機懸繩間距為400mm。當圓跳動(dòng)為8mm時(shí),懸繩橫向振動(dòng)小于100mm,運行平穩,不會(huì )發(fā)生懸繩碰撞;當圓跳動(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。因此,需要定期對天輪圓跳動(dòng)進(jìn)行監測和測量,使天輪圓跳動(dòng)最大值小于22mm。
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