基于振动模型的掘进机截割系统稳定性预测

• Published in: 振动、测试与诊断 Vol. 43; no. 3; pp. 563 - 571
• Main Authors: 谢苗, 王贺, 刘杰, 任泽, 刘治翔, 孟庆爽, 朱昀
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 辽宁省大型工矿装备重点实验室 阜新,123000%辽宁工程技术大学机械工程学院 阜新,123000%华能煤炭技术研究有限公司 北京,100070%国家能源集团国际工程咨询有限公司 北京,100070 01.06.2023; 辽宁工程技术大学机械工程学院 阜新,123000
• Subjects: 牛顿多项式; 截割载荷谱; 悬臂式掘进机; 截割稳定性预测; 稳定性叶瓣图
• ISSN: 1004-6801
• DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2023.03.020

TH113.1; 掘进机截割过程受动态径向和轴向载荷影响,截割臂会产生水平和竖直方向的摆动,摆动截割过程由煤岩反作用力产生的截割振动对截齿冲击最大,其振动量大小直接影响截割头的稳定性.为判断截割过程截割载荷是否稳定,首先,基于岩石断裂力学和煤岩破碎理论,建立掘进机截割系统物理本构模型,构建截齿和截割头截割载荷谱函数;其次,基于牛顿差值多项式方法进行截割过程截割稳定性预测,构建多因素耦合的非线性截割系统动力学方程,求解动态振动稳定域截割曲线(截割稳定性叶瓣图);然后,提出一种基于相关系数的无量纲截割振动判定准则,从理论和实际两方面判定截割头不同时刻的截割状态;最后,通过搭建截割系统实验台,进行截割系统模态参数辨识实验,测试破岩过程截割头截齿随机载荷特性,研究不同截割参数组合下截割载荷变化规律,得出截割头转速与截割深度的最佳匹配关系,从而证明截割稳定性叶瓣图的正确性.