[发明专利]一种井架提升系统和输煤栈桥共振的处理方法

说明书

本发明公开了一种井架提升系统和输煤栈桥共振的处理方法，包括：a.采用光学测振方法来获取井架提升系统或输煤栈桥的弦振的基本频率特征，也即，弦振固有频率，弦振固有频率包括第一阶固有频率，记为f_x1；b.利用有限元模型计算井架提升系统或输煤栈桥的固有频率，计算第一阶振动的固有频率，即基频；在井架提升系统或输煤栈桥停机状态下，采用瞬态冲击激励法或自然环境激励法测试建筑结构的动态特性，实验验证结构的基频计算结果；并确定建筑结构的固有频率基频区间[f_j0,f_j1]；以及c.根据其中L为弦长、T为弦的张力、δ为弦的线密度，通过改变井架提升系统和输煤栈桥中弦的有效长度，改变弦的固有频率，使得由此消除共振。

技术领域

本发明属于振动控制技术领域，具体涉及一种井架提升系统和输煤栈桥共振的处理方法。

背景技术

煤矿建筑中的物料运输分为竖向提升和斜向运输，分别对应的是井架提升系统10(参见图1)和栈桥皮带输送系统20(参见图2)，井架提升系统的工作原理是用缆绳11(弦振部分)通过井架12顶部的天轮13作为支点，地面的提升机(卷扬机)14拉动缆绳来提升料斗15到地面；输煤栈桥是采用宽约3m的皮带21上部来输送煤块，皮带是闭环柔性材料，皮带机通过栈桥端部的机头22(旋转电机，支撑在栈桥支架23上)带动皮带以及从动轮24(支撑在栈桥支架23上)移动，栈桥上的皮带架安装有自由转动的斜辊25来支撑皮带运煤，皮带机的下面是只承受拉力的皮带。正常工作时，任意时刻天轮与地面提升机之间的缆绳和输煤皮带机下面的皮带部分均可近似为两端固定约束的弦结构，受到激励时会产生驻波效应。当前的设计规范中没有考虑此类结构的弦振，造成运行时激发的弦振(横向振动)与结构的固有频率产生共振，造成结构振动幅值过大，降低了结构的疲劳寿命，影响结构安全。现有的此类结构振动的治理方法采用了结构加固的方法，从提高结构的刚度和强度来避免结构的破坏。

对于弦振(横向)引起的结构共振，现有的方法并没有找到产生共振的机理，单纯采用传统的加固方法对结构体系进行补强，当恰好补强措施改变了结构的固有频率，使得与弦振频率相差较大时，能解决振动问题，若改变不大或者与弦振的其他固有频率重合时，效果会大大降低。既有的工业建筑结构，受工艺条件限制，通过局部补强来改变结构的固有频率的效率很低，以栈桥为例，槽钢100更换为槽钢200，固有频率变化可能只有10％。

因此，需要新的技术和设备，以至少部分解决现有技术中存在的不足。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种井架提升系统和输煤栈桥共振的处理方法。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种井架提升系统和输煤栈桥共振的处理方法，其特征在于，包括：

a.采用光学测振方法来获取井架提升系统或输煤栈桥的弦振的基本频率特征，也即，弦振固有频率，弦振固有频率包括第一阶固有频率，记为f_x1；

b.利用有限元模型计算井架提升系统或输煤栈桥的固有频率，计算第一阶振动的固有频率，即基频f_j1；在井架提升系统或输煤栈桥停机状态下，采用瞬态冲击激励法或自然环境激励法测试建筑结构的动态特性，测得建筑结构的第一阶固有频率f_c1；并确定建筑结构的固有频率基频区间[f_j1-3δ,f_j1+3δ]，其中δ＝∣f_c1-f_j1∣；以及

c.根据其中L为弦长、T为弦的张力、δ为弦的线密度，通过改变井架提升系统和输煤栈桥中弦的有效长度，改变弦的固有频率，使得由此消除共振。

根据本发明的实施方案，其中所述井架提升系统和输煤栈桥共振的处理方法还包括利用下式计算，来验证步骤a中测得的弦振固有频率：