带式输送机受料段的振动特性分析及影响

当前，带式输送机仅仅依靠现有的静态设计很难满足工程实际的需求，因此   带式输送机动态特性是有   的。带式输送机冲压支架的纵向振动分析是带式输送机优化设计、动态分析中较核心、较重要的模块，也是整机性能   的一个重要部分。本章主要是对带式输送机受料段的振动特性进行分析，利用各参数对受料段振动特性的影响，得出   减缓带式输送机受料段冲击振动的方法。
1、输送带振动的原因
带式输送机在输送过程中，尤其是在启、停等过渡运行情况下常常会出现各种不同类型的振动输送带的侧向、横向和纵向振动；托辊和滚筒旋转造成的振动；机架振动；物料冲击引发的振动以及地基振动。带式输送机振动主要发生在头部卸料漏斗、受料装置和驱动装置三个部位。
启动前带式输送机的拉紧装置提供轴向动力，张紧了松弛的输送带，输送带处在静止的状态，这时稳态张力是输送带内的力。当驱动滚筒刚开始旋转时，输送带下部分的内张力减小，而上部分的内张力增大，这两种变化以弹性波的形式沿输送带进行传播。当驱动滚筒继续进行旋转时，弹性波持续向远方传播。显然，输送带张力大的带段比张力小的带段产生的弹性伸长大，因此输送带的低张力带段就会向高张力带段产生弹性蠕动。随着弹性波在输送带内的持续传播，高低张力产生的弹性波就会在输送带内相遇。输送带就会产生类似于突然释放被拉紧弹簧的情景下的剧烈振动，当输送带的自振频率和绕动力的频率相等时，输送带就会发生共振的现象。当输送机负载或者制动发生改变时，输送带内的高低张力弹性波相遇，就会产生强烈的振动。
2、模型的建立
目前，众多的专家学者对带式输送机动态特性展开了大量   。输送带作为带式输送机动态特性   的核心部件，输送带动力学模型的建立是否准确直接关系着带式输送机动态特性分析的优劣。带式输送机经历了从低速、轻载、短距离到高速、重载、长距离的发展，其输送带特性的   也经历了从较初被看作刚体，后来发现其具有弹性特质将其视为弹性体，再后来随着技术的进步，又将输送带视为粘弹性体进行分析。矿山配件对输送带粘弹性的   ，目前主要   模型有：分数导数模型、积分模型及微分模型等。从数学角度上看，只要计算机处理能力足够大，模型越复杂则可以   准确的描述出带式输送机的动态特性，但是复杂的数学模型需要较多的参数去测试，在实际运用中会使输送带的动力学方程变得非常复杂，且带式输送机在运输过程中具有复杂的运行工况和多变的边界条件，因此输送带模型的精度往往被带式输送机的众多不确定性所淹没，失去了实际意义。荷兰的Loadwijks将输送带简化为单元梁对带式输送机进行动力学分析，但是没有考虑缓冲托辊的弹性支撑作用和输送带承受的轴向拉力，本文建立具有轴向力的弹性基础梁，   符合实际情况，对带式输送机振动的   具有重要的借鉴意义。
本文把一种带有均布荷载的轴向力作用下的弹性基础梁模型运用到带式输送机受料段的振动   中，建立模型考虑的因素有：(1)缓冲托辊具有支撑输送带和   物料冲击的作用，故模型将其视为弹性支撑：(2)带式输送机输送带的振动分为横向振动、纵向振动、侧向振动，横向振动和侧向振动对输送带的振动影响较小，故本章   带式输送机受料段的振动只考虑纵向振动。(3)输送带的粘弹性与横向振动、侧向振动有关，粘弹性对纵向振动的影响很小，故带式输送机受料段振动模型不考虑输送带的粘弹性；(4)输送带的纵向振动类似梁受到冲击时的上下振动，因此将输送带简化为梁。
从带式输送机受料段的系统整体出发，结合其结构特点，做出如下假设：
1)由于带式输送机一般为匀速运行，根据牛顿定律，物体处于静止状态和匀速运动状态时，其力学性质相同。故可将输送带视为静止情况进行受力分析；
2)输送带的纵向振动类似梁的上下振动，故将输送带视为沿输送方向的弹性基础梁；
3)输送带的横向振动与纵向振动相比影响较小，可忽略不计；
4)物料的冲击力沿输送带纵向均匀分布；
由以上假设，可将带式输送机受料段简化为带有均布荷载的轴向力作用下的弹性基础梁振动系统，其简化后的力学模型。
1)当带式输送机受料段的基本仿真参数不变，增加托辊间距或减小轴向力时，输送带受料段的振动频率减小，振动幅度增大；
2)当带式输送机受料段的基本仿真参数不变，减少托辊间距或增大轴向力时，输送带受料段的振动频率增大，振动幅度减小；
3)当带式输送机受料段的基本仿真参数不变，增加物料冲击力时，输送带的振动幅度增大；减小物料冲击力时，振动幅度减小；但振动频率并不随冲击力改变而变化。
在综合考虑成本及运行阻力等条件下，适当增大系统拉紧力、缩小缓冲托辊的布置间距或者降低落料点的高度均有利于   带式输送机受料段的振动。