矿山运输设备动力学特性分析
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图 １ 所示 。
车运 输 的可 靠 性 ，必 须 对 其 振 动 特 性 进 行 分 析 。
文献 ［ 、６ ５ ］利 用 控 制理 论 分 析 了矿 车运 行 过 程 中车体 的 振 动 特性 。 本文 建 立 矿 车一 轨 道 耦 合 动 力学模 型 ，以大 型 矿 车 为对 象 ，以 ＭＡ Ｌ Ｂ 的组 ＴＡ 件 Ｓ ｕｉｋ为 工 具 ，对 矿 车 越 过 轨 道连 接 处 的台 ｉ ｌ ｍ ｎ
ｔ ｎｔ ｌ Ｏａ ａ ｚ ｅｖ ｒｔ ｎｏ ｅｔ ｍ ａ ｎ ｅｔ ｃ 。 ｈ ｉ ａ ｏ ｈ ｒ ｔｒ ｔ ｓ ｆ ｈ ａ ｃ ｒ ｎ ｅｔ ｃ ｒ ｉ ｏ ｔ ｎ ｌ ｅ ｔ ｉ ａｉ ｆ ｈ ａ ｃ ｒ ｄ ｔ ａ ｋ Ｔ ｅｖ ｒｔ ｎｃ ａａ ｅ ｓ ｃ ｅｔ ｍ ａ ｄ ｔ ａ ｋ ａ ｏ ｏ ｙ ｈ ｂ ｏ ｔ ｒ ａ ｈ ｒ ｂ ｉ ｃ ｉｉ ｏ ｔ ｒ ａ ｈ ｒ ｅ
当轨 道受到 激 振 力 作 用 发 生 振 动 时 ，可 以认
为轨道 的 中心 主 惯 性 轴 与 轨道 的截 面 垂 直 ，而 且
中心 主惯 性 轴 保 持 在 １个 平 面 内 ，轨 道 受 到 的 激
振 力也在 此平 面内 ，轨 道在 此 平 面 内做 横 向振 动 ，
陕 西省 自然 科学 基 金 资 助 （ 目号 ：２０ Ｃ ９ 项 ０ １３ ）
安全 、可靠 的矿 井 轨道 运 输 系统 对 煤 矿 安 全 生产具 有 重要 意 义 … 。轨 道平 顺 性 以及 轨 道 连 接 处 的台阶是 造 成 矿 车 及 轨道 振 动 的 主 要原 因。 车 体的振动 将 加剧 矿 车 上 各 零部 件 之 间 的碰撞 与磨 损 ，严重 时可 能 导 致 矿 车 上 的连 接销 弹 出 ，造 成 跑 车事故 。 为 了提 高 轨 道运 输 系统 的 可靠 性 ，必 须对 矿车 运 行过 程 中 的振 动 特性 进 行 分 析 。 目前 对机 车及铁路 的振动研 究很多 “Ｊ ，但 对煤矿 轨道 运输 系统 振 动特 性 的研 究 却 比较 少 ，为 了提 高 矿
阶时车体 及 轨 道 的振 动情 况 进 行 动 态模 拟 ，从 而
研 究其振动 特性 ，提 出相应 的振 动控制方法 。
１ 力 学模 型 的建 立
大型矿 车 的 车体 与 车 轴 之 间 由连 接 弹簧 相 连 接 。本文 以 １４矿 车 为 对 象 ，建 立 相 应 的 力学 模 ／ 型 ，此类 建 模 方 法 在 研 究 车 辆 振 动 时 比较 普 遍 ， 而且也 是合理 的 。１４车体 、１ 连 接 弹簧 以及 ／ 个 １ 车轮组成 的 ２自由度弹簧一 质量 一阻 尼 系统如 个
置 来 吸 收矿 车振 动 能 量 ，从 而 控 制其 振 动 。
关键词 ：矿车 ；振动 ；仿 真；伯努利一欧拉梁 ；Ｓｍ ｌ ｋ ｉ ｕ ｎ ｉ
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ： Ｔｈ ｃ ａ ｉ ｄ ｌｏ ｒ ｍｃ ｒａ ｄ ｔａ ｋ， ｍａｈ ｍａｉ ａ ｄ ｌｏ ｒ ｍｃ ｒｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｗｔｎＳ ｓ ｃ ｎ ｅ ｍｅ ｈ ｎｃｓｍｏ ｅ ｆｔａ ａ ｎ ｒｃ ｔ ｅ ｔｃ ｌｍｏ ｅ ｆｔａ ａ ａ ｅ ｎ ｔｅ Ｎｅ ｏ ’ ｅ ｏ ｄ ｌ ｗ ｎｄ ｍａｈ ｍａｉ ａ ｄ ｌｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒ ｏ ｌｉ—Ｅｕｅ ａ ｔ ｅ ｙ ａ ｅ ｂ ｉｔｒ ｐ ｃｉｅｙ ｉ ｌｎ ｓ ｕ ｅ ｓ ｓｍｕｌ— ａ ａ ｔｅ ｔｃ ｌｍｏ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｂｅ ｎ ｕ ｌ ｌｒＢｅ ｍ ｈ ｏｒ ｒ ｕ ｌ ｅｓ ｅ ｔ ｌ．Ｓｍｕ ｉ ｋ ｉ ｓ ｄ ａ ｉ ａ ｖ
３ 孟 亚 ，刘 长 生 ，戴 奇 明 ，李 胜 建 ． 程 机 械 液 力 变矩 器 工
者 ：王 东 南 址 ：三 峡 大 学 机 械 与材 料 学 院 ２０ 研 究 生 机 械班 ０４级
编 ：４ ３ ０ ４０ ２
传动损失 的研 究 ．机 电 产 品开 发 与 创新 ，２ ０ ，１ ０５ ８
维普资讯 http://www.cqvip.com
矿 山 运 输 设 备 动 力 学 特 性 分 析
西安科 技 大学机械 工程 学院 贺文海
摘
要：建立了大型矿车与矿井运输轨道的耦合动ห้องสมุดไป่ตู้学模型 ，根据牛顿第二定 律建立 了矿车振动数学模型 ，
根据伯努利一欧拉梁模 型建立轨道振动数学模 型 ，以 Ｓｍ ｌ ｋ为仿 真工具对矿车越 过轨道连接处 的台阶时车体 ｉｕｉ ｎ 及轨道的振动特性进行 了动态模拟。在频域及时域范 围内分析 了矿车及轨道 的振动特性 ，提 出利用摩擦 吸能装
ｄｉｃ ｓ ｄ ｉ ｉ ｎ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｉ ｓｒ ｓ ｃ ｉｅｙ Ａｎ ｅ ｒｙ ａ ｓ ｒ ｅ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｔ ｏ ｔｏ ｒ ｍａ ｒｖ ｂ ａｉｎ ｓ ｕｓｅ ｎ ｔｍｅ ａ ｄ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｄ ｍａ ｎ ｅ ｐｅ ｔｖ ｌ ． ｎｅｇ ｂ ｏ ｂ ｒｉ ｅ ｅｏ ｅ ｏ ｃ ｎｒ ｌｔａ ａ ｉ ｒｔｏ ． Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ： ｔａ ａ ： ｖｂ ａｉ ｒ ｒｍｃ ｒ ｉ ｒ ｔ ｏｎ； ｓｍｕｌｔｏ ｉ ａｉ ｎ； Ｂｅ ｎ ｕｌ ｒ ｏ ｌｉ—Ｅｕｅ ａ ； Ｓｉ ｌｎ ｌｒＢｅ ｍ ｍｕ ｉｋ
参
考
文
献
（ ：１ — ２ ５） ９ １
１ 王忠会 ．液力变矩器的动量矩分析及电控闭锁原理 陕
西 汽 车 ，１９ （ ） — １ ９ ９ ２ ：９ ３
４ 陈次昌 ．流体机械基础 ． 北京 ：机械工业 出版社 ，２ ０ ０３
作 地
邮
２ 葛安林 ．自动 变速器 （ ）——液力 变矩器 ．汽车 技 二 术 ，２０ ６ ：１ ０ １（ ） —５
车运 输 的可 靠 性 ，必 须 对 其 振 动 特 性 进 行 分 析 。
文献 ［ 、６ ５ ］利 用 控 制理 论 分 析 了矿 车运 行 过 程 中车体 的 振 动 特性 。 本文 建 立 矿 车一 轨 道 耦 合 动 力学模 型 ，以大 型 矿 车 为对 象 ，以 ＭＡ Ｌ Ｂ 的组 ＴＡ 件 Ｓ ｕｉｋ为 工 具 ，对 矿 车 越 过 轨 道连 接 处 的台 ｉ ｌ ｍ ｎ
ｔ ｎｔ ｌ Ｏａ ａ ｚ ｅｖ ｒｔ ｎｏ ｅｔ ｍ ａ ｎ ｅｔ ｃ 。 ｈ ｉ ａ ｏ ｈ ｒ ｔｒ ｔ ｓ ｆ ｈ ａ ｃ ｒ ｎ ｅｔ ｃ ｒ ｉ ｏ ｔ ｎ ｌ ｅ ｔ ｉ ａｉ ｆ ｈ ａ ｃ ｒ ｄ ｔ ａ ｋ Ｔ ｅｖ ｒｔ ｎｃ ａａ ｅ ｓ ｃ ｅｔ ｍ ａ ｄ ｔ ａ ｋ ａ ｏ ｏ ｙ ｈ ｂ ｏ ｔ ｒ ａ ｈ ｒ ｂ ｉ ｃ ｉｉ ｏ ｔ ｒ ａ ｈ ｒ ｅ
当轨 道受到 激 振 力 作 用 发 生 振 动 时 ，可 以认
为轨道 的 中心 主 惯 性 轴 与 轨道 的截 面 垂 直 ，而 且
中心 主惯 性 轴 保 持 在 １个 平 面 内 ，轨 道 受 到 的 激
振 力也在 此平 面内 ，轨 道在 此 平 面 内做 横 向振 动 ，
陕 西省 自然 科学 基 金 资 助 （ 目号 ：２０ Ｃ ９ 项 ０ １３ ）
安全 、可靠 的矿 井 轨道 运 输 系统 对 煤 矿 安 全 生产具 有 重要 意 义 … 。轨 道平 顺 性 以及 轨 道 连 接 处 的台阶是 造 成 矿 车 及 轨道 振 动 的 主 要原 因。 车 体的振动 将 加剧 矿 车 上 各 零部 件 之 间 的碰撞 与磨 损 ，严重 时可 能 导 致 矿 车 上 的连 接销 弹 出 ，造 成 跑 车事故 。 为 了提 高 轨 道运 输 系统 的 可靠 性 ，必 须对 矿车 运 行过 程 中 的振 动 特性 进 行 分 析 。 目前 对机 车及铁路 的振动研 究很多 “Ｊ ，但 对煤矿 轨道 运输 系统 振 动特 性 的研 究 却 比较 少 ，为 了提 高 矿
阶时车体 及 轨 道 的振 动情 况 进 行 动 态模 拟 ，从 而
研 究其振动 特性 ，提 出相应 的振 动控制方法 。
１ 力 学模 型 的建 立
大型矿 车 的 车体 与 车 轴 之 间 由连 接 弹簧 相 连 接 。本文 以 １４矿 车 为 对 象 ，建 立 相 应 的 力学 模 ／ 型 ，此类 建 模 方 法 在 研 究 车 辆 振 动 时 比较 普 遍 ， 而且也 是合理 的 。１４车体 、１ 连 接 弹簧 以及 ／ 个 １ 车轮组成 的 ２自由度弹簧一 质量 一阻 尼 系统如 个
置 来 吸 收矿 车振 动 能 量 ，从 而 控 制其 振 动 。
关键词 ：矿车 ；振动 ；仿 真；伯努利一欧拉梁 ；Ｓｍ ｌ ｋ ｉ ｕ ｎ ｉ
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３ 孟 亚 ，刘 长 生 ，戴 奇 明 ，李 胜 建 ． 程 机 械 液 力 变矩 器 工
者 ：王 东 南 址 ：三 峡 大 学 机 械 与材 料 学 院 ２０ 研 究 生 机 械班 ０４级
编 ：４ ３ ０ ４０ ２
传动损失 的研 究 ．机 电 产 品开 发 与 创新 ，２ ０ ，１ ０５ ８
维普资讯 http://www.cqvip.com
矿 山 运 输 设 备 动 力 学 特 性 分 析
西安科 技 大学机械 工程 学院 贺文海
摘
要：建立了大型矿车与矿井运输轨道的耦合动ห้องสมุดไป่ตู้学模型 ，根据牛顿第二定 律建立 了矿车振动数学模型 ，
根据伯努利一欧拉梁模 型建立轨道振动数学模 型 ，以 Ｓｍ ｌ ｋ为仿 真工具对矿车越 过轨道连接处 的台阶时车体 ｉｕｉ ｎ 及轨道的振动特性进行 了动态模拟。在频域及时域范 围内分析 了矿车及轨道 的振动特性 ，提 出利用摩擦 吸能装
ｄｉｃ ｓ ｄ ｉ ｉ ｎ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｉ ｓｒ ｓ ｃ ｉｅｙ Ａｎ ｅ ｒｙ ａ ｓ ｒ ｅ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｔ ｏ ｔｏ ｒ ｍａ ｒｖ ｂ ａｉｎ ｓ ｕｓｅ ｎ ｔｍｅ ａ ｄ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｄ ｍａ ｎ ｅ ｐｅ ｔｖ ｌ ． ｎｅｇ ｂ ｏ ｂ ｒｉ ｅ ｅｏ ｅ ｏ ｃ ｎｒ ｌｔａ ａ ｉ ｒｔｏ ． Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ： ｔａ ａ ： ｖｂ ａｉ ｒ ｒｍｃ ｒ ｉ ｒ ｔ ｏｎ； ｓｍｕｌｔｏ ｉ ａｉ ｎ； Ｂｅ ｎ ｕｌ ｒ ｏ ｌｉ—Ｅｕｅ ａ ； Ｓｉ ｌｎ ｌｒＢｅ ｍ ｍｕ ｉｋ
参
考
文
献
（ ：１ — ２ ５） ９ １
１ 王忠会 ．液力变矩器的动量矩分析及电控闭锁原理 陕
西 汽 车 ，１９ （ ） — １ ９ ９ ２ ：９ ３
４ 陈次昌 ．流体机械基础 ． 北京 ：机械工业 出版社 ，２ ０ ０３
作 地
邮
２ 葛安林 ．自动 变速器 （ ）——液力 变矩器 ．汽车 技 二 术 ，２０ ６ ：１ ０ １（ ） —５