Vibrations de torsion longitudinales du système d'entraînement par chaîne du convoyeur racleur de mine

Dec 14, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9174 (2023) Citer cet article

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Pour analyser en profondeur les caractéristiques dynamiques du convoyeur à raclettes pendant le fonctionnement, les caractéristiques mécaniques des modes de vibration longitudinaux et de torsion couplés sous excitation par le chargement de la cargaison sont étudiées. Basé sur le modèle Kelvin‒Voigt et la méthode de tension point par point, un modèle des vibrations longitudinales et de torsion couplées du système d'entraînement par chaîne du racleur est établi. Ensuite le programme fonctionnel est construit et la simulation numérique est réalisée. Enfin, la justesse du modèle est vérifiée par comparaison avec des expériences. Les résultats de la recherche révèlent les caractéristiques de vibration de torsion du système d'entraînement par chaîne du grattoir dans deux conditions de travail différentes, charge légère et charge moyenne, et déterminent la zone d'influence de la vibration de torsion du grattoir. Les résultats de cette analyse fournissent une base théorique pour l'optimisation ultérieure des paramètres du racleur, la prédiction de la défaillance du système d'entraînement de la chaîne du racleur et le calcul permettant de donner une alerte précoce avant qu'une défaillance ne se produise.

En raison de ses caractéristiques structurelles, le convoyeur à racleurs peut être considéré comme une structure continue couplée rigide et flexible. Le fonctionnement de l'équipement s'accompagne souvent de vibrations pendulaires longitudinales et de torsion correspondantes. En raison de l'environnement de travail difficile et de l'impact du cisaillement de grosses roches de charbon1,2,3, la chaîne reste bloquée par la charge d'impact et cesse de fonctionner ou même se brise dans les cas graves4,5,6.

À l'heure actuelle, certains chercheurs ont effectué des recherches sur les caractéristiques dynamiques des accouplements rigides et flexibles des convoyeurs à racleurs. Dolipsk et al.7 ont établi un modèle dynamique de l'état de charge non uniforme d'un convoyeur à raclettes et ont effectué des simulations informatiques et une analyse de la charge de travail d'un convoyeur longue distance. Shuhuan et al.8 ont étudié l'influence du changement de charge sur les caractéristiques dynamiques du convoyeur à raclettes. Nie et al.9 ont utilisé plusieurs éléments finis fixes dans l'espace pour simuler le système d'entraînement par chaîne, ont inclus la distribution et la forme de mouvement de la charge et ont résolu les caractéristiques dynamiques de chaque élément par la méthode d'Euler. Zhang et al.10 ont analysé le changement de tension de la chaîne du convoyeur à l'aide d'une simulation ADAMS, d'une simulation numérique et d'un observateur d'état. Lianhang et al.11 ont établi un modèle mécanique de la flexion latérale d'une section d'un convoyeur à racleurs et ont calculé les paramètres de la section de flexion horizontale de l'auge centrale et leurs relations. Jun12 a étudié le comportement dynamique de la fluctuation longitudinale du convoyeur à racleurs et a établi un modèle dynamique par éléments finis. Xiufang13 a dérivé l'équation de vibration et une formule analytique pour les convoyeurs à racleurs sous différents modes de conduite et de transport et a résolu l'équation de vibration par discrétisation. En se basant sur le mécanisme de résistance d'une chaîne fonctionnant dans des conditions extrêmes, Li et al.14 ont dérivé une formule pour la résistance d'une chaîne en marche. Zhang et al.15 ont introduit une méthode pour estimer la distribution de tension du système d'entraînement par chaîne à racleurs, ont établi un modèle mathématique du système d'entraînement par chaîne à anneaux et ont vérifié les performances du modèle dynamique avec le modèle résolu par la fonction MATLAB. Dongsheng et al.16 ont mené des simulations et des recherches expérimentales sur les caractéristiques dynamiques de démarrage et de freinage du convoyeur à racleurs. Yao17 a analysé les caractéristiques dynamiques et la méthode de contrôle intelligente du système d'entraînement du convoyeur à racleurs lourds. Wei18 a analysé les dommages causés par le changement de tension de la chaîne du convoyeur à racleurs et a proposé une méthode de surveillance.

Dans l'analyse des caractéristiques dynamiques dans des conditions de faille, Miao et al.19 ont établi une équation générale pour la fluctuation longitudinale de la chaîne, déterminé les conditions aux limites et la valeur initiale et résolu analytiquement le modèle mathématique. Le logiciel MATLAB a été utilisé pour simuler les problèmes dynamiques du convoyeur à raclettes dans des conditions de démarrage direct et de défaillance de chaîne. Jiang et al.20 ont étudié les caractéristiques dynamiques d'un convoyeur à racleurs en mesurant les signaux de vibration de l'arbre de sortie du réducteur du convoyeur à racleurs pour différentes vitesses de chaîne, terrains et conditions de charge. Dongsheng et al.21 ont utilisé des simulations numériques pour étudier la transmission par maillage du pignon et de la chaîne d'un convoyeur à racleurs. Ils ont également analysé les caractéristiques vibratoires de l’effet polygonal de la chaîne du convoyeur à racleurs dans deux conditions de travail, avec et sans charge.