광산 스크레이퍼 컨베이어 체인 구동 시스템의 종방향 비틀림 진동

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 9174(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

작동 중 스크레이퍼 컨베이어의 동적 특성을 심층적으로 분석하기 위해 화물 적재에 의한 여기 하에서 결합된 세로 및 비틀림 진동 모드의 기계적 특성을 연구합니다. Kelvin-Voigt 모델과 지점별 장력 방법을 기반으로 스크레이퍼 체인 구동 시스템의 결합된 종방향 및 비틀림 진동 모델이 확립되었습니다. 그런 다음 기능적 프로그램을 구성하고 수치 시뮬레이션을 수행합니다. 마지막으로 실험과의 비교를 통해 모델의 정확성을 검증한다. 연구 결과는 경하중과 중하중의 두 가지 작업 조건에서 스크레이퍼 체인 구동 시스템의 비틀림 진동 특성을 밝히고 스크레이퍼 비틀림 진동의 영향 영역을 결정합니다. 이 분석의 결과는 스크레이퍼 매개변수의 후속 최적화, 스크레이퍼 체인 구동 시스템 고장 예측 및 고장이 발생하기 전에 조기 경고를 제공하는 계산에 대한 이론적 기초를 제공합니다.

구조적 특성으로 인해 스크레이퍼 컨베이어는 연속적으로 견고하고 유연한 결합 구조로 간주될 수 있습니다. 장비 작동에는 종방향 및 비틀림 진자 진동이 동반되는 경우가 많습니다. 열악한 작업 환경과 전단형 대형 석탄암의 충격으로 인해1,2,3 체인이 충격 하중에 걸려 작동을 멈추거나 심각한 경우 파손되기도 합니다4,5,6.

현재 일부 학자들은 스크레이퍼 컨베이어의 강성 및 유연성 커플링의 동적 특성에 대한 연구를 수행했습니다. Dolipsk et al.7은 스크래퍼 컨베이어의 불균일 하중 상태에 대한 동적 모델을 구축하고 장거리 컨베이어의 작동 하중에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 분석을 수행했습니다. Shuhuan 등8은 스크레이퍼 컨베이어의 동적 특성에 대한 부하 변화의 영향을 연구했습니다. Nie et al.9은 체인 구동 시스템을 시뮬레이션하기 위해 여러 개의 공간 고정 유한 요소를 사용하고 화물 하중의 분포 및 운동 형태를 포함했으며 각 요소의 동적 특성을 오일러 방법으로 해결했습니다. Zhang et al.10은 ADAMS 시뮬레이션, 수치 시뮬레이션 및 상태 관찰자를 사용하여 컨베이어 체인 장력의 변화를 분석했습니다. Lianhang et al.11은 스크레이퍼 컨베이어 섹션의 측면 굽힘에 대한 기계적 모델을 확립하고 중앙 홈통의 수평 굽힘 섹션 매개변수와 그 관계를 계산했습니다. Jun12는 스크레이퍼 컨베이어의 종방향 변동에 대한 동적 거동을 연구하고 동적 유한 요소 모델을 확립했습니다. Xiufang13은 다양한 운전 및 운송 모드에서 스크레이퍼 컨베이어에 대한 진동 방정식과 분석 공식을 도출하고 이산화를 통해 진동 방정식을 풀었습니다. 극한 조건에서 작동하는 체인의 저항 메커니즘을 기반으로 Li 등14은 작동 중인 체인의 저항에 대한 공식을 도출했습니다. Zhang et al.15은 스크레이퍼 체인 구동 시스템의 장력 분포를 추정하는 방법을 소개하고 링 체인 구동 시스템의 수학적 모델을 구축했으며 MATLAB 함수로 해결된 모델로 동적 모델의 성능을 검증했습니다. Dongsheng et al.16은 스크레이퍼 컨베이어의 시동 및 제동의 동적 특성에 대한 시뮬레이션 및 실험 연구를 수행했습니다. Yao17은 무거운 스크레이퍼 컨베이어 구동 시스템의 동적 특성과 지능형 제어 방법을 분석했습니다. Wei18은 스크레이퍼 컨베이어의 체인 장력 변화로 인한 피해를 분석하고 모니터링 방법을 제시했습니다.

결함 조건 하의 동적 특성 분석에서 Miao et al.19는 체인의 종방향 변동에 대한 일반 방정식을 설정하고 경계 및 초기 값 조건을 결정하며 수학적 모델을 해석적으로 해결했습니다. MATLAB 소프트웨어는 직접 시동 및 체인 고장 조건에서 스크레이퍼 컨베이어의 동적 문제를 시뮬레이션하는 데 사용되었습니다. Jiang 등은 다양한 체인 속도, 지형 및 하중 조건에 대한 스크레이퍼 컨베이어 감속기 출력 샤프트의 진동 신호를 측정하여 스크레이퍼 컨베이어의 동적 특성을 연구했습니다. Dongsheng et al.21은 수치 시뮬레이션을 사용하여 스크래퍼 컨베이어의 스프로킷과 체인의 맞물림 전달을 연구했습니다. 그들은 또한 화물 하중이 있거나 없는 두 가지 작업 조건에서 스크레이퍼 컨베이어 체인의 다각형 효과에 대한 진동 특성을 분석했습니다.