基于ANSYS WORKBENCH的单绳缠绕式提升机主轴装置谐响应分析.pdf

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1、煤炭工程第４９卷第３期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４９，Ｎｏ?３ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１７０３０２９基于ＡＮＳＹＳＷＯＲＫＢＥＮＣＨ的单绳缠绕式提升机主轴装置谐响应分析１，２１，２１，２邹春雨，任芳，杨兆建（１?太原理工大学机械工程学院，山西太原０３００２４；２?煤矿综采装备山西省重点实验室，山西太原０３００２４）摘要：以２ＪＴＰ－１?２×０?８单绳缠绕式提升机为研究对象，通过ＵＧ建立提升机主轴装置的三维模型，利用ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ建立提升机主轴装置的有限元模型。对提升机主轴装置进行了模态分析，从而计算出前６阶的固有频率和主振型，并通过谐响应分析，确

2、定了主轴装置危险频率范围和幅频特性，得出主轴装置发生共振时可能产生的最大振动幅值，同时也说明了谐响应分析的局限性。关键词：单绳缠绕式提升机；主轴装置；有限元法；模态分析；谐响应分析中图分类号：ＴＤ５３８文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１７）０３⁃０１００⁃０４ＨａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｍａｉｎｓｈａｆｔｄｅｖｉｃｅｏｆｓｉｎｇｌｅｒｏｐｅｗｉｎｄｉｎｇｍｉｎｅｈｏｉｓｔｂａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳＷＯＲＫＢＥＮＣＨ１，２１，２１，２ＺＯＵＣｈｕｎ－ｙｕ，ＲＥＮＦａｎｇ，ＹＡＮＧＺｈａｏ－ｊｉａｎ（１?ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎ

3、ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ；２?ＳｈａｎｘｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｕｌｌｙ－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄＣｏａｌＭｉｎｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ２ＪＴＰｓｉｎｇｌｅｒｏｐｅｗｉｎｄｉｎｇｍｉｎｅｈｏｉｓｔ，ｔｈｅ３ＤｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈＵＧａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗｉｔｈＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｆｉｒｓｔｓｉｘｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉ

4、ｅｓａｎｄｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｈａｐｅｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍａｉｎｓｈａｆｔｄｅｖｉｃｅ．Ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｄａｎｇｅｒｏｕｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖｉｂｒａｔｉｏｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｄｕｒｉｎｇｒｅｓｏｎａｎｃｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓｗａｓａｌｓｏｉｌｌｕｓ

5、ｔｒａｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅｒｏｐｅｗｉｎｄｉｎｇｍｉｎｅｈｏｉｓｔ；ｍａｉｎｓｈａｆｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ；ｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓ矿井提升机是煤矿井下与地面的连接枢纽，是矿井生本文的研究对象是２ＪＴＰ－１?２×０?８单绳缠绕式矿井提升产系统的重要组成部分，它的用途是缠绕和传动钢丝绳，机的主轴装置，通过ＵＧ和ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件分别完从而带动容器在井筒中升降，完成矿井提升或下放负载的成了主轴装置的建模，求解及后处理的过程。首先要对主任务。其中主轴装置是负责缠绕提升

6、钢丝绳、承受各种载轴装置进行模态分析，计算出前６阶固有频率和主振型，荷和传递动力等的关键部件。因此，矿井提升机主轴装置然后采用模态叠加法对主轴装置进行谐响应分析，找出容的性能好坏直接关系到提升机的工作效率以及矿山生产的易发生共振现象的危险固有频率。［１－３］安全性和可靠性。实际运行中，提升机主轴装置主要承１主轴装置的模态分析受的载荷大多为动载荷，从而系统会产生机械振动。因此，在对矿井提升机的主轴装置进行结构设计时，必须考虑其１?１模态分析方程固有振动特性，使主轴装置的工作频率和故障频率远离其理论模态分析是以线性振动理论为基础，研究激励、［４－６］固有频率，避免共振和自激振荡的产生。

7、系统、响应三者的关系，模态分析即系统各阶固有频率的收稿日期：２０１６－０４－２６基金项目：山西省“十二五”科技重大专项（２０１１１１０１０４０）；国家自然科学基金（５１４７５３１８）作者简介：邹春雨（１９９１—），女，黑龙江佳木斯人，硕士，主要研究方向为矿井提升机主轴装置动力学仿真与实验研究，Ｅ－ｍａｉｌ：９９２６７５００６＠ｑｑ?ｃｏｍ。引用格式：邹春雨，任芳，杨兆建．基于ＡＮＳＹＳＷＯＲＫＢＥＮＣＨ的单绳缠绕式提升机主轴装置谐响应分析［Ｊ］．煤炭工程，２０１７，４