关于采煤机振动的分析与研究

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1、关于采煤机振动的分析与研究　　摘要：本文介绍了采煤机井下测试的方法，并针对采煤机摇臂在工作中的振动和变形，对测试结果进行了分析。分析的结果有助于了解采煤机的工作性能和动态特性，以及指导采煤机的设计和改进采煤工艺。Abstract：Thepaperintroducesthetestingmethodofshearerinunderground，andaimedatthevibrationanddeformationofshearerarm，thispaperanalyzestheresultsofthetesting.Theresultsarehelpfultou

2、nderstandtheshearer’sworkperformanceanddynamiccharacteristics，guidethedesignofshearerandimproveminingtechnology.关键词：采煤机;振动;分析Keywords：shearer;vibration;analysis中图分类号：TD421.8文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）04-0033-020引言5由于采煤机工作环境复杂、恶劣，在工作过程中经常遇到不均匀、不连续、不规则的不同性质的煤岩[1]，这将引起采煤机的载荷变化不均匀，从而产生跳动

3、等振动现象，致使采煤机的一些关键部件（如截齿、工作机构的机械零件、以及液压元件和电气元件）在工作中常常出现因振动过大而损坏，导致机器工作可靠性和使用寿命降低[2]。振动测试与诊断技术可以通过对振动信息的分析，识别、预测和监测机械设备的运行状态和故障[3]。因此，对采煤机振动的测试和研究具有重大的意义。本文以采煤机为测试对象，通过在实际工作面割煤及割底，测试摇臂的变形量、摇臂的振动情况并进行分析。1采煤机振动测试1.1测试原理1.1.1加速度测试选用三轴向加速度传感器，LMSSCADAS系统通道设置的步骤如下：进入通道设置窗口后，设置通道的名称和单位g;选择测试类

4、型为ICP，低通滤波器关，及激励电流4mA，设置灵敏度100g/mV。1.1.2应力、应变测试测试原理：利用电阻应变片测定零部件或结构指定部位的表面应变，再根据应力应变关系式，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。实验时，将电阻应变片（简称应变片）固定在被测构件上，当构件变形时，应变片的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变仪，可以将应变片中的阻值变化测量出来并以正比于应变值的模拟电信号输出，最后就可以用记录仪记录。电阻应变法测量可以用公式表示：？着=・式中：ε5――应变仪测得的应变值;―应变片阻值随构件变形而发生的相对变化;k――比例系数（应变片灵敏系数）。

5、用电阻应变花方法求得主应变和主方向：如0°应变片选测点1电桥，45°、90°应变片应选测点2和3电桥，3个电桥AB分别接0°、45°、90°应变片。预调平衡后分三级加载荷，每加一级载荷，分别测出三个方向的应变数据，记录在表中，测试方法相同。按表整理数据，根据以下公式计算试验主应变及主方向。应变片应力值：？滓=E・ε。应变花主应变：若被测部位在弹性范围内工作，对测得的应变值，可以采用虎克定律换算得到对应的应力值。应力测试步骤：根据选择的测点和布片方案进行表面打磨、划线定位、表面脱脂处理、粘贴应变片、固化及防护等工作。用相同长度和相同型号的导线，一端和工作片连接，另

6、一端和测试仪连接。每根导线都需进行编号，并记下相对应的测点编号。测试结果换算：使用LMSTest.Express中的内置rosette分析函数求解单轴应力及应变花等效应力。1.2工作面条件此工作面勘探煤层总厚度为1900mm～2000mm，实测夹矸层厚度主要集中在460mm左右，机尾部位较薄，最薄处约370mm，机头稍厚，最厚处约520mm。51.3试验内容①摇臂的振动测试;②摇臂横向微变形量;③摇臂的垂直微变形量。1.4测试方案通过LMSSCADAS系统SCR06、SCM06两套机箱通过组建令牌环型网络，扩展为总通道80路的数采系统;通过以上装置与采煤机上特意

7、安装的各类测试传感器相连，配合各自的专用采集分析软件即整合为本次试验的测试分析系统。以采煤机为测试对象，在采煤机摇臂安装传感器和应变片，通过在实际工作面切割煤壁，测试摇臂的振动频率和应变。图2为应变片安装示意图。1.5测试结果及分析在采煤机正常工作状态下进行测试，并采集数据通过测试系统输出测试的结果。时域和频域图见图3所示。根据采集数据的结果，输出应变片1位置在水平和垂直方向的位移曲线见图4和图5。经过对测试结果进行分析，其中低频6Hz为主振频率，此振动应为滚筒切割煤壁产生的激振力产生。由测得结果可以看出，在采煤机工作状态下，摇臂测试点的水平和竖直位移值为4～8

8、mm左右，满足设计要求。