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不同工况下掘进机水平方向振动特性分析
不同工况下掘进机水平方向振动特性分析
摘要：
掘进机是一种重要的地下工程机械设备，其振动特性直接影响其工作效率和寿命。本文以水平方向振动为研究对象，通过对不同工况下掘进机水平方向振动特性的分析，揭示了振动的原因及对掘进机性能的影响，旨在提供更好的掘进机设计和改进方向。
1.引言
掘进机是一种具有复杂振动特性的机械设备，其振动产生的原因有很多，如电机不平衡、刀盘及刀架的运动不平衡等。这些振动不仅会降低机器的工作效率，还会增加其故障和损坏的风险。
2.振动特性分析
2.1振动的原因
掘进机水平方向振动的产生是由多种因素共同作用引起的，主要包括电机不平衡、刀盘运动不平衡、刀架与刀盘之间的摩擦等。其中，电机不平衡是主要的振动源，导致了掘进机整体的水平方向振动。
2.2振动的测量方法
振动的测量是分析振动特性的基础，常用的振动测量方法包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器等。在振动分析中，通常采用加速度传感器进行信号采集和处理。
3.不同工况下的振动特性分析
3.1挖掘工况
在挖掘过程中，掘进机会受到地质条件、刀具状态、前进力等多种因素的影响。通过分析挖掘工况下的振动特性，可以判断刀具的工作状态和地质条件。
3.2卸载工况
在卸载工况下，掘进机会产生较大的振动，这是因为卸载过程中的不平衡力会引起掘进机整体的运动不稳定，进而产生水平方向的振动。
3.3停机工况
停机工况下的振动特性主要取决于掘进机的结构和材料性质。通过分析停机工况下的振动特性，可以了解掘进机的机械特性和动力学特性。
4.振动对掘进机性能的影响
振动对掘进机性能的影响主要体现在以下几个方面：
4.1工作效率
振动的存在会引起能量的损耗和能量的传输不稳定，从而降低了掘进机的工作效率。
4.2疲劳寿命
不同频率的振动会导致掘进机结构的疲劳破坏，进而缩短了其寿命。
4.3刃具磨损
振动会引起刀具与岩石之间的相互作用产生额外的摩擦力，导致刃具磨损加剧。
5.振动控制方法
为了减小掘进机振动对性能的影响，可以采取以下几种方法进行振动控制：
5.1结构设计优化
通过优化掘进机的结构设计，合理分配重量和加强关键部位的刚度，可以降低振动的产生。
5.2动平衡技术
采用动平衡技术可以消除电机不平衡和刀具不平衡引起的振动。
5.3振动吸收材料
在掘进机关键部位使用振动吸收材料，可以有效减小振动的传播和产生。
6.结论
通过对不同工况下掘进机水平方向振动特性的分析，可以得出以下结论：
6.1振动的产生是由多种因素共同作用引起的，其中电机不平衡是主要的振动源。
6.2振动对掘进机性能的影响主要体现在工作效率、疲劳寿命和刃具磨损等方面。
6.3采取适当的振动控制方法，如结构设计优化、动平衡技术和振动吸收材料的使用，可以有效减小振动的产生。
在今后的掘进机设计和改进中，应注重对水平方向振动特性的分析和控制，以提高掘进机的工作效率和寿命。同时，还应加强对振动控制方法的研究，以逐步减小振动对掘进机性能的不利影响。