多约束条件下采煤机摇臂横向振动分析及试验验证

白杨溪，陈洪月,，陈洪岩，王 鑫

（1.辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁 阜新 123000；2.辽宁工程技术大学矿产资源开发利用技术及装备研究院，辽宁 阜新 123000）

采煤机是综采工作面的关键采掘设备，承担煤炭开采的重任［1-2］。由于煤矿井下工况环境恶劣，采煤机摇臂在截割载荷的作用下会产生强烈的振动，这会直接影响采煤机的使用寿命，因此有必要对采煤机摇臂的振动特性进行深入研究［3］。谢苗等［4］采用集中参数建模法构建了采煤机截割部的水平振动模型，并分析了摇臂摆角对截割部振动响应的影响；张义民等［5-6］构建了采煤机摇臂有限元模型，通过模态分析得到了摇臂的固有频率及主振型，并对摇臂的可靠性进行了研究；范晓婷［7］以MGTY750/1800-3.3D型采煤机的摇臂为研究对象，利用ANSYS软件对其关键部位的振动响应特性进行了分析；刘泽［8］利用振动测试系统采集了采煤机摇臂的振动信号，并通过融合算法对其截割模式进行识别；葛春喜［9］构建了滚筒式采煤机摇臂振动控制系统，并利用奈奎斯特判据对该系统的稳定性进行了分析；刘楷安等［10］基于虚拟样机技术构建了采煤机摇臂模型，并利用ADAMS（automatic dynamic analysis of mechanical systems，机械系统动力学自动分析）软件对摇臂的振动规律进行了分析。

为研究采煤机摇臂的横向振动特性，本文拟展开以下工作。首先，依据欧拉-伯努利梁理论构建摇臂的横向振动微分方程；然后，考虑到滚筒、小摇臂及调高油缸对摇臂横向振动的影响，利用等效替换原则构建相应的约束方程；……