帶式輸送機(jī)受料段的振動特性分析及影響

當(dāng)前，帶式輸送機(jī)僅僅依靠現(xiàn)有的靜態(tài)設(shè)計(jì)很難滿足工程實(shí)際的需求，因此   帶式輸送機(jī)動態(tài)特性是有   的。帶式輸送機(jī)沖壓支架的縱向振動分析是帶式輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、動態(tài)分析中較核心、較重要的模塊，也是整機(jī)性能   的一個(gè)重要部分。本章主要是對帶式輸送機(jī)受料段的振動特性進(jìn)行分析，利用各參數(shù)對受料段振動特性的影響，得出   減緩帶式輸送機(jī)受料段沖擊振動的方法。
1、輸送帶振動的原因
帶式輸送機(jī)在輸送過程中，尤其是在啟、停等過渡運(yùn)行情況下常常會出現(xiàn)各種不同類型的振動輸送帶的側(cè)向、橫向和縱向振動；托輥和滾筒旋轉(zhuǎn)造成的振動；機(jī)架振動；物料沖擊引發(fā)的振動以及地基振動。帶式輸送機(jī)振動主要發(fā)生在頭部卸料漏斗、受料裝置和驅(qū)動裝置三個(gè)部位。
啟動前帶式輸送機(jī)的拉緊裝置提供軸向動力，張緊了松弛的輸送帶，輸送帶處在靜止的狀態(tài)，這時(shí)穩(wěn)態(tài)張力是輸送帶內(nèi)的力。當(dāng)驅(qū)動滾筒剛開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸送帶下部分的內(nèi)張力減小，而上部分的內(nèi)張力增大，這兩種變化以彈性波的形式沿輸送帶進(jìn)行傳播。當(dāng)驅(qū)動滾筒繼續(xù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈性波持續(xù)向遠(yuǎn)方傳播。顯然，輸送帶張力大的帶段比張力小的帶段產(chǎn)生的彈性伸長大，因此輸送帶的低張力帶段就會向高張力帶段產(chǎn)生彈性蠕動。隨著彈性波在輸送帶內(nèi)的持續(xù)傳播，高低張力產(chǎn)生的彈性波就會在輸送帶內(nèi)相遇。輸送帶就會產(chǎn)生類似于突然釋放被拉緊彈簧的情景下的劇烈振動，當(dāng)輸送帶的自振頻率和繞動力的頻率相等時(shí)，輸送帶就會發(fā)生共振的現(xiàn)象。當(dāng)輸送機(jī)負(fù)載或者制動發(fā)生改變時(shí)，輸送帶內(nèi)的高低張力彈性波相遇，就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動。
2、模型的建立
目前，眾多的專家學(xué)者對帶式輸送機(jī)動態(tài)特性展開了大量   。輸送帶作為帶式輸送機(jī)動態(tài)特性   的核心部件，輸送帶動力學(xué)模型的建立是否準(zhǔn)確直接關(guān)系著帶式輸送機(jī)動態(tài)特性分析的優(yōu)劣。帶式輸送機(jī)經(jīng)歷了從低速、輕載、短距離到高速、重載、長距離的發(fā)展，其輸送帶特性的   也經(jīng)歷了從較初被看作剛體，后來發(fā)現(xiàn)其具有彈性特質(zhì)將其視為彈性體，再后來隨著技術(shù)的進(jìn)步，又將輸送帶視為粘彈性體進(jìn)行分析。礦山配件對輸送帶粘彈性的   ，目前主要   模型有：分?jǐn)?shù)導(dǎo)數(shù)模型、積分模型及微分模型等。從數(shù)學(xué)角度上看，只要計(jì)算機(jī)處理能力足夠大，模型越復(fù)雜則可以   準(zhǔn)確的描述出帶式輸送機(jī)的動態(tài)特性，但是復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型需要較多的參數(shù)去測試，在實(shí)際運(yùn)用中會使輸送帶的動力學(xué)方程變得非常復(fù)雜，且?guī)捷斔蜋C(jī)在運(yùn)輸過程中具有復(fù)雜的運(yùn)行工況和多變的邊界條件，因此輸送帶模型的精度往往被帶式輸送機(jī)的眾多不確定性所淹沒，失去了實(shí)際意義。荷蘭的Loadwijks將輸送帶簡化為單元梁對帶式輸送機(jī)進(jìn)行動力學(xué)分析，但是沒有考慮緩沖托輥的彈性支撐作用和輸送帶承受的軸向拉力，本文建立具有軸向力的彈性基礎(chǔ)梁，   符合實(shí)際情況，對帶式輸送機(jī)振動的   具有重要的借鑒意義。
本文把一種帶有均布荷載的軸向力作用下的彈性基礎(chǔ)梁模型運(yùn)用到帶式輸送機(jī)受料段的振動   中，建立模型考慮的因素有：(1)緩沖托輥具有支撐輸送帶和   物料沖擊的作用，故模型將其視為彈性支撐：(2)帶式輸送機(jī)輸送帶的振動分為橫向振動、縱向振動、側(cè)向振動，橫向振動和側(cè)向振動對輸送帶的振動影響較小，故本章   帶式輸送機(jī)受料段的振動只考慮縱向振動。(3)輸送帶的粘彈性與橫向振動、側(cè)向振動有關(guān)，粘彈性對縱向振動的影響很小，故帶式輸送機(jī)受料段振動模型不考慮輸送帶的粘彈性；(4)輸送帶的縱向振動類似梁受到?jīng)_擊時(shí)的上下振動，因此將輸送帶簡化為梁。
從帶式輸送機(jī)受料段的系統(tǒng)整體出發(fā)，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，做出如下假設(shè)：
1)由于帶式輸送機(jī)一般為勻速運(yùn)行，根據(jù)牛頓定律，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)和勻速運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，其力學(xué)性質(zhì)相同。故可將輸送帶視為靜止情況進(jìn)行受力分析；
2)輸送帶的縱向振動類似梁的上下振動，故將輸送帶視為沿輸送方向的彈性基礎(chǔ)梁；
3)輸送帶的橫向振動與縱向振動相比影響較小，可忽略不計(jì)；
4)物料的沖擊力沿輸送帶縱向均勻分布；
由以上假設(shè)，可將帶式輸送機(jī)受料段簡化為帶有均布荷載的軸向力作用下的彈性基礎(chǔ)梁振動系統(tǒng)，其簡化后的力學(xué)模型。
1)當(dāng)帶式輸送機(jī)受料段的基本仿真參數(shù)不變，增加托輥間距或減小軸向力時(shí)，輸送帶受料段的振動頻率減小，振動幅度增大；
2)當(dāng)帶式輸送機(jī)受料段的基本仿真參數(shù)不變，減少托輥間距或增大軸向力時(shí)，輸送帶受料段的振動頻率增大，振動幅度減??；
3)當(dāng)帶式輸送機(jī)受料段的基本仿真參數(shù)不變，增加物料沖擊力時(shí)，輸送帶的振動幅度增大；減小物料沖擊力時(shí)，振動幅度減??；但振動頻率并不隨沖擊力改變而變化。
在綜合考慮成本及運(yùn)行阻力等條件下，適當(dāng)增大系統(tǒng)拉緊力、縮小緩沖托輥的布置間距或者降低落料點(diǎn)的高度均有利于   帶式輸送機(jī)受料段的振動。