Vibrazioni torsionali longitudinali del sistema di trasmissione a catena del trasportatore raschiante da miniera

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9174 (2023) Citare questo articolo

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Per analizzare in modo approfondito le caratteristiche dinamiche del trasportatore raschiante durante il funzionamento, vengono studiate le caratteristiche meccaniche dei modi vibrazionali longitudinali e torsionali accoppiati sotto eccitazione mediante carico del carico. Sulla base del modello Kelvin‒Voigt e del metodo della tensione punto per punto, viene creato un modello delle vibrazioni longitudinali e torsionali accoppiate del sistema di trasmissione della catena del raschiatore. Successivamente viene costruito il programma funzionale e viene effettuata la simulazione numerica. Infine, la correttezza del modello viene verificata mediante confronto con esperimenti. I risultati della ricerca rivelano le caratteristiche di vibrazione torsionale del sistema di trasmissione della catena del raschiatore in due diverse condizioni di lavoro, carico leggero e carico medio, e determinano l'area di influenza della vibrazione torsionale del raschiatore. I risultati di questa analisi forniscono una base teorica per la successiva ottimizzazione dei parametri del raschiatore, la previsione del guasto del sistema di trasmissione della catena del raschiatore e il calcolo per fornire un avviso tempestivo prima che si verifichi il guasto.

Per le sue caratteristiche strutturali, il trasportatore a raschiamento può essere considerato come una struttura continua accoppiata rigida e flessibile. Il funzionamento dell'apparecchiatura è spesso accompagnato da corrispondenti vibrazioni longitudinali e del pendolo di torsione. A causa del duro ambiente di lavoro e dell'impatto del taglio di grandi rocce di carbone1,2,3, la catena rimane bloccata dal carico d'impatto e smette di funzionare o addirittura si rompe in casi gravi4,5,6.

Attualmente alcuni studiosi hanno condotto ricerche sulle caratteristiche dinamiche degli accoppiamenti rigidi e flessibili dei trasportatori a raschiamento. Dolipsk et al.7 hanno creato un modello dinamico dello stato di carico non uniforme di un trasportatore a raschiatore e hanno condotto simulazioni al computer e un'analisi del carico di lavoro di un trasportatore a lunga distanza. Shuhuan et al.8 hanno studiato l'influenza della variazione del carico sulle caratteristiche dinamiche del trasportatore a raschiatore. Nie et al.9 hanno utilizzato più elementi finiti fissi nello spazio per simulare il sistema di trasmissione a catena, includendo la distribuzione e la forma di movimento del carico di carico e risolvendo le caratteristiche dinamiche di ciascun elemento mediante il metodo di Eulero. Zhang et al.10 hanno analizzato il cambiamento nella tensione della catena del trasportatore utilizzando una simulazione ADAMS, una simulazione numerica e un osservatore di stato. Lianhang et al.11 hanno creato un modello meccanico della flessione laterale di una sezione di un trasportatore a raschiatore e hanno calcolato i parametri della sezione di flessione orizzontale del canale centrale e la loro relazione. Jun12 ha studiato il comportamento dinamico della fluttuazione longitudinale del trasportatore raschiante e ha creato un modello dinamico agli elementi finiti. Xiufang13 ha derivato l'equazione delle vibrazioni e una formula analitica per i trasportatori a raschiatore in diverse modalità di guida e trasporto e ha risolto l'equazione delle vibrazioni mediante discretizzazione. Basandosi sul meccanismo della resistenza di una catena che funziona in condizioni estreme, Li et al.14 hanno derivato una formula per la resistenza della catena che scorre. Zhang et al.15 hanno introdotto un metodo per stimare la distribuzione della tensione del sistema di trasmissione della catena del raschiatore, hanno stabilito un modello matematico del sistema di trasmissione della catena ad anello e hanno verificato le prestazioni del modello dinamico con il modello risolto dalla funzione MATLAB. Dongsheng et al.16 hanno effettuato simulazioni e ricerche sperimentali sulle caratteristiche dinamiche di avvio e frenatura del trasportatore a raschiatore. Yao17 ha analizzato le caratteristiche dinamiche e il metodo di controllo intelligente del sistema di azionamento del trasportatore a raschiatore pesante. Wei18 ha analizzato il danno derivante dalla variazione della tensione della catena del trasportatore a raschiatore e ha proposto un metodo di monitoraggio.

Nell'analisi delle caratteristiche dinamiche in condizioni di faglia, Miao et al.19 hanno stabilito un'equazione generale per la fluttuazione longitudinale della catena, hanno determinato le condizioni al contorno e di valore iniziale e hanno risolto analiticamente il modello matematico. Il software MATLAB è stato utilizzato per simulare i problemi dinamici del trasportatore a raschiamento in condizioni di avviamento diretto e di guasto della catena. Jiang et al.20 hanno studiato le caratteristiche dinamiche di un trasportatore a raschiatore misurando i segnali di vibrazione dell'albero di uscita del riduttore del trasportatore a raschiatore per diverse velocità della catena, terreni e condizioni di carico. Dongsheng et al.21 hanno utilizzato simulazioni numeriche per studiare la trasmissione ingranante della ruota dentata e della catena di un trasportatore a raschiatore. Hanno inoltre analizzato le caratteristiche di vibrazione dell'effetto poligonale della catena del trasportatore raschiante in due condizioni di lavoro, con e senza carico.