帶式輸送機受料段的振動特性分析及影響

當前，帶式輸送機僅僅依靠現有的靜態設計很難滿足工程實際的需求，因此   帶式輸送機動態特性是有   的。帶式輸送機沖壓支架的縱向振動分析是帶式輸送機優化設計、動態分析中較核心、較重要的模塊，也是整機性能   的一個重要部分。本章主要是對帶式輸送機受料段的振動特性進行分析，利用各參數對受料段振動特性的影響，得出   減緩帶式輸送機受料段沖擊振動的方法。
1、輸送帶振動的原因
帶式輸送機在輸送過程中，尤其是在啟、停等過渡運行情況下常常會出現各種不同類型的振動輸送帶的側向、橫向和縱向振動；托輥和滾筒旋轉造成的振動；機架振動；物料沖擊引發的振動以及地基振動。帶式輸送機振動主要發生在頭部卸料漏斗、受料裝置和驅動裝置三個部位。
啟動前帶式輸送機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，這時穩態張力是輸送帶內的力。當驅動滾筒剛開始旋轉時，輸送帶下部分的內張力減小，而上部分的內張力增大，這兩種變化以彈性波的形式沿輸送帶進行傳播。當驅動滾筒繼續進行旋轉時，彈性波持續向遠方傳播。顯然，輸送帶張力大的帶段比張力小的帶段產生的彈性伸長大，因此輸送帶的低張力帶段就會向高張力帶段產生彈性蠕動。隨著彈性波在輸送帶內的持續傳播，高低張力產生的彈性波就會在輸送帶內相遇。輸送帶就會產生類似于突然釋放被拉緊彈簧的情景下的劇烈振動，當輸送帶的自振頻率和繞動力的頻率相等時，輸送帶就會發生共振的現象。當輸送機負載或者制動發生改變時，輸送帶內的高低張力彈性波相遇，就會產生強烈的振動。
2、模型的建立
目前，眾多的專家學者對帶式輸送機動態特性展開了大量   。輸送帶作為帶式輸送機動態特性   的核心部件，輸送帶動力學模型的建立是否準確直接關系著帶式輸送機動態特性分析的優劣。帶式輸送機經歷了從低速、輕載、短距離到高速、重載、長距離的發展，其輸送帶特性的   也經歷了從較初被看作剛體，后來發現其具有彈性特質將其視為彈性體，再后來隨著技術的進步，又將輸送帶視為粘彈性體進行分析。礦山配件對輸送帶粘彈性的   ，目前主要   模型有：分數導數模型、積分模型及微分模型等。從數學角度上看，只要計算機處理能力足夠大，模型越復雜則可以   準確的描述出帶式輸送機的動態特性，但是復雜的數學模型需要較多的參數去測試，在實際運用中會使輸送帶的動力學方程變得非常復雜，且帶式輸送機在運輸過程中具有復雜的運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的眾多不確定性所淹沒，失去了實際意義。荷蘭的Loadwijks將輸送帶簡化為單元梁對帶式輸送機進行動力學分析，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梁，   符合實際情況，對帶式輸送機振動的   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梁模型運用到帶式輸送機受料段的振動   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)帶式輸送機輸送帶的振動分為橫向振動、縱向振動、側向振動，橫向振動和側向振動對輸送帶的振動影響較小，故本章   帶式輸送機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、側向振動有關，粘彈性對縱向振動的影響很小，故帶式輸送機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沖擊時的上下振動，因此將輸送帶簡化為梁。
從帶式輸送機受料段的系統整體出發，結合其結構特點，做出如下假設：
1)由于帶式輸送機一般為勻速運行，根據牛頓定律，物體處于靜止狀態和勻速運動狀態時，其力學性質相同。故可將輸送帶視為靜止情況進行受力分析；
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；
4)物料的沖擊力沿輸送帶縱向均勻分布；
由以上假設，可將帶式輸送機受料段簡化為帶有均布荷載的軸向力作用下的彈性基礎梁振動系統，其簡化后的力學模型。
1)當帶式輸送機受料段的基本仿真參數不變，增加托輥間距或減小軸向力時，輸送帶受料段的振動頻率減小，振動幅度增大；
2)當帶式輸送機受料段的基本仿真參數不變，減少托輥間距或增大軸向力時，輸送帶受料段的振動頻率增大，振動幅度減??；
3)當帶式輸送機受料段的基本仿真參數不變，增加物料沖擊力時，輸送帶的振動幅度增大；減小物料沖擊力時，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行阻力等條件下，適當增大系統拉緊力、縮小緩沖托輥的布置間距或者降低落料點的高度均有利于   帶式輸送機受料段的振動。